Ultrasons Dispersió de sílice (SiO2)

De sílice s'utilitza en diverses indústries per la seva resistència a l'abrasió, aïllament elèctric i alta estabilitat tèrmica. La dispersió per ultrasons ajuda a utilitzar el potencial de sílice mitjançant la millora de la qualitat de la dispersió.

Aplicacions de sílice

Sílice (SiO₂) És una multi-funcional de ceràmica material que s'utilitza en diverses indústries per millorar les superfícies i propietats mecàniques de materials diversos. S'utilitza com un farcit, rendiment additiu, modificador reològic o ajuda a la transformació en moltes formulacions de productes, com pintures i recobriments, plàstics, cautxú sintètic, adhesius, segelladors, o els materials d'aïllament. En particular, fum de sílice (diòxid de silici amorf) o microsílice s'està afegit al concret per tal de millorar la la resistència del formigó i la durabilitat. Fum de sílice s'utilitza també en formigons refractaris per reduir la porositat i per augmentar la força d'embalatge de partícules millorat.

Dispersió de sílice

De sílice es troba disponible en una àmplia gamma de hidròfil i hidrofòbiques les formes i es fa servir típicament en grans dimensions de les partícules fines. Normalment sílice no està bé dispers després de mullar. Ho fa també afegir una gran quantitat de microbombolles a la formulació del producte.

Per a la majoria de sílice, un bona dispersió i uniforme és important. En particular, quan s'utilitza en recobriments i laques per millorar la resistència a les ratllades, Les partícules de sílice han de ser prou petit per no interferir amb la llum visible per evitar el fum i mantenir la transparència. Per a la majoria dels recobriments de sílice han de ser menors que 40 nm per complir aquest requisit. Per a altres aplicacions, l'aglomeració de partícules de sílice impedeix cada partícula individual a interactuar amb el medi circumdant.

Processament d'ultrasons s'ha demostrat a mi més eficaç en la dispersió de sílice que altres mètodes d'alta tall de la mescla. La següent imatge mostra un resultat típic d'ultrasons de dispersió de sílice pirògens a l'aigua. Les mesures es van obtenir mitjançant la Malvern Mastersizer 2.000.

Distribució de mida de partícules de sílice en dissolució aquosa abans i després d'ultrasons

Inicial (corba verda) en una mida de partícules d'aglomerat de més de 200 micres (D50), la majoria de les partícules s'han reduït a menys de 200 nanòmetres. L'obvi cues a la dreta, els resultats de la composició del material (aglomerats i de més primàries). Mentre que els aglomerats es redueix fàcilment, es triga més temps de processament per moldre les partícules de major mida primària.

El procés d'eficàcia en la reducció de mida de sílice

L'eficiència de transformació de l'ecografia en la dispersió de sílice es va comparar amb altres mètodes d'alta tall de barreja, com ara Ultra IKA-Turrax per Pohl i Schubert. Pohl comparar la reducció de mida de partícula de Aerosil 90 (pes 2%) en aigua utilitzant un Ultra-Turrax (rotor-estator-sistema) en diversos àmbits amb la d'un UIP1000hd (dispositiu d'ultrasons) en mode continu. El gràfic següent mostra els resultats.

Comparació de Ultraturrax i l'ecografia en la dispersió de sílice a l'aigua

Com a resultat del seu estudi Pohl va arribar a la conclusió, que "A preus constants d'energia E específica_V L'ecografia és més eficaç que el rotor-estator sistema". i que "La freqüència de ultrasò aplicat en la gamma de 20 kHz a 30 kHz no té cap efecte important en el procés de dispersió".

Les imatges a continuació mostren els resultats que va obtenir Pohl sonicador congelació de grànuls de polvorització de sílice. (Feu clic a la imatge per engrandir la vista!)