Ультразвуковое диспергирование кремнезема
Кремнезем используется в различных отраслях промышленности благодаря своей износостойкости, электроизоляции и высокой термостойкости. Ультразвуковое диспергирование помогает реализовать потенциал диоксида кремния за счет улучшения качества диспергирования.
Применение кремнезема
Кремнезем (SiO 2) - это многофункциональный керамический материал, используемый в различных отраслях промышленности для улучшения поверхности и механических свойств различных материалов. Он используется в качестве наполнителя, добавки к характеристикам, модификатора реологии или технологической добавки во многих рецептурах продуктов, таких как краски и покрытия, пластмассы, синтетический каучук, клеи, герметики или изоляционные материалы. В частности, в бетон добавляют микрокремнезем (аморфный диоксид кремния) или порошок диоксида кремния для повышения прочности и долговечности бетона. Пары кремнезема также используются в огнеупорных бетонах для уменьшения пористости и увеличения прочности за счет улучшенной упаковки частиц.
Дисперсия кремнезема
Кремнезем имеет множество гидрофильных и гидрофобных форм и обычно используется для очень мелких частиц. Обычно кремнезем плохо диспергируется после смачивания. Это также добавит в рецептуру продукта много мелких пузырьков.
Для большинства применений диоксида кремния важна хорошая и однородная дисперсия. Частицы диоксида кремния должны быть достаточно маленькими, особенно при использовании в красках и лаках для повышения устойчивости к царапинам, чтобы не мешать видимому свету, чтобы избежать помутнения и сохранить прозрачность. Для большинства покрытий толщина диоксида кремния должна быть менее 40 нм, чтобы соответствовать этому требованию. Для других применений агломерация частиц предотвращает взаимодействие каждой отдельной частицы диоксида кремния с окружающей средой. По сравнению с другими методами смешивания с большим усилием сдвига ультразвуковая обработка оказалась более эффективной для диспергирования диоксида кремния. Когда размер агрегатных частиц превышает 200 микрон, большинство частиц уменьшаются до менее 200 нанометров.
Ультразвуковое лечение
В этой работе использовались три вида порошков TiO2: наночастицы P25, наночастицы ST21 и субмикронные HT0514. P25 и HT0514 получают газофазным синтезом; ST21 получают методом мокрого химического синтеза. Полиакрилат натрия (ПАК) со средней молекулярной массой 1200, 2100, 8000, 15000 и 30 000 используется в качестве полимерного диспергатора. Для приготовления водной суспензии порошок TiO 2 и ПАК смешивают в воде. Отрегулируйте pH раствором аммиака (20%, аналитическая чистота). Для ультразвуковой обработки 50 мл суспензии облучали ультразвуком в стакане емкостью 100 мл в течение 30 минут. Чтобы предотвратить кипение воды и гелеобразование ПАК, суспензию облучали 10 раз по 3 минуты каждый раз, потому что непрерывное облучение в течение 3 минут вызывало повышение температуры на 60-70 ° C. После 3 минут непрерывного облучения каждый раз суспензию охлаждали в течение 10 минут.
Использовали два комплекта ультразвукового оборудования, частота: 20 кГц; амплитуда: 30-34 мм; выработка электроэнергии: 70-120 Вт; Диаметр головки инструмента: 26 мм. После 30 минут ультразвуковой обработки количество воды уменьшилось примерно на 10 из-за испарения. Ml. Вес измеряли до и после ультразвуковой обработки, и добавляли чистую воду для компенсации потерь. Независимо от амплитуды вибрации и диаметра зонда вязкость и средний размер частиц взвешенных агломератов уменьшаются с увеличением времени облучения. Наконец, раствор становится прозрачным, и частицы sio2 становятся значительно меньше.