تشتت السيليكا بالموجات فوق الصوتية (SiO2)
تستخدم السيليكا ، المعروفة أيضا باسم SiO2 أو nano-silica أو micro-silica في معجون الأسنان أو الأسمنت أو المطاط الصناعي أو البوليمر عالي الأداء أو في المنتجات الغذائية كمثخن أو مادة ماصة أو عامل مضاد للتكتل أو ناقل للعطور والنكهات. أدناه سوف تتعلم المزيد عن استخدامات nanosilica و microsilica وكيف يمكن للتأثيرات الصوتية للموجات فوق الصوتية تحسين كفاءة العملية وأداء المنتج النهائي عن طريق جعل تعليق السيليكا أفضل وتسهيل تخليق الجسيمات النانوية السيليكا.
مزايا التشتت بالموجات فوق الصوتية للنانو السيليكا (SiO2)
السيليكا متوفرة في مجموعة واسعة من الأشكال المحبة للماء والكارهة للماء ولها حجم جسيمات دقيق للغاية يبلغ بضعة ميكرومترات وصولا إلى بعض النانومترات. عادة لا يتم تشتيت السيليكا بشكل جيد بعد الترطيب. كما أنه يضيف الكثير من الفقاعات الدقيقة إلى تركيبة المنتج. Ultrasonication هي تقنية عملية فعالة لتفريق السيليكا الدقيقة والسيليكا النانوية وإزالة الغاز المذاب والفقاعات الدقيقة من التركيبة.
التشتت بالموجات فوق الصوتية هو تقنية تستخدم موجات فوق صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد لتفريق الجسيمات وتفكيكها في وسط سائل. عندما يتعلق الأمر بتشتت السيليكا والسيليكا النانوية ، فإن التشتت بالموجات فوق الصوتية يوفر العديد من المزايا:
نظام التشتت بالموجات فوق الصوتية للإنتاج الصناعي لمعلقات السيليكا النانوية
أهمية حجم جسيمات السيليكا
بالنسبة للعديد من تطبيقات السيليكا ذات الحجم النانوي أو الحجم الصغير ، فإن التشتت الجيد والموحد مهم جدا. في كثير من الأحيان ، يلزم تعليق السيليكا أحادي التشتت ، على سبيل المثال لقياس حجم الجسيمات. على وجه الخصوص للاستخدام في الأحبار أو الطلاء والبوليمرات لتحسين مقاومة الخدش ، يجب أن تكون جزيئات السيليكا صغيرة بما يكفي لعدم التداخل مع الضوء المرئي لتجنب الضباب والحفاظ على الشفافية. بالنسبة لمعظم الطلاءات ، يجب أن تكون جزيئات السيليكا أصغر من 40 نانومتر لتلبية هذا المطلب. بالنسبة للتطبيقات الأخرى ، يعيق تكتل جزيئات السيليكا كل جسيم سيليكا فردي للتفاعل مع الوسائط المحيطة.
تعتبر المجانسات بالموجات فوق الصوتية أكثر فعالية في تشتيت السيليكا من طرق الخلط الأخرى عالية القص ، مثل الخلاطات الدوارة أو محرضات الخزان. توضح الصورة أدناه نتيجة نموذجية لتشتيت السيليكا المدخنة بالموجات فوق الصوتية في الماء.
التشتت بالموجات فوق الصوتية للسيليكا المدخنة في الماء
كفاءة المعالجة في تقليل حجم السيليكا
يتفوق التشتت بالموجات فوق الصوتية للسيليكا النانوية على طرق الخلط الأخرى عالية القص ، مثل IKA Ultra-Turrax. تنتج الموجات فوق الصوتية معلقات بحجم جسيمات السيليكا الأصغر والموجات فوق الصوتية هي التكنولوجيا الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. قارن بول وشوبرت تقليل حجم الجسيمات من Aerosil 90 (2٪ بالوزن) في الماء باستخدام Ultra-Turrax (نظام الدوار - الجزء الثابت) مع Hielscher UIP1000hd (جهاز الموجات فوق الصوتية 1kW). يوضح الرسم أدناه النتائج الفائقة لعملية الموجات فوق الصوتية. نتيجة لدراسته ، خلص بول إلى أن "الموجات فوق الصوتية EV ذات الطاقة المحددة الثابتة تكون أكثر فعالية من نظام الجزء الثابت الدوار". تعتبر كفاءة الطاقة وتوحيد حجم جزيئات السيليكا ذات أهمية قصوى في عمليات الإنتاج ، حيث تكون تكلفة التصنيع وقدرة العملية وجودة المنتج مهمة.
2x 1000 واط مشتتات بالموجات فوق الصوتية في خزانة قابلة للتطهير للتشتت ، على سبيل المثال نانو السيليكا.
الموجات فوق الصوتية مقابل الترا توراكس لتشتت السيليكا
توضح الصور أدناه النتائج التي حصل عليها Pohl عن طريق صوتنة حبيبات السيليكا المجففة بالتجميد بالرش.
على اليسار: صور حركة العين السريعة لحبيبات السيليكا بتجميد الرذاذ قبل إزالة التكتل بالموجات فوق الصوتية
على اليمين: صور TEM لشظايا السيليكا المشتتة بالموجات فوق الصوتية
دراسة وصور: بول وشوبرت ، 2004)
مشتتات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتركيبات السيليكا عالية الجودة
Hielscher Ultrasonics هي شركة ألمانية مملوكة لعائلة متخصصة في تطوير وتصنيع وتوريد المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لمعالجة السوائل والمعلقات الصلبة والمعاجين. Hielscher المجانسات بالموجات فوق الصوتية معالجة موثوق بها الطين السيليكا وغيرها من تعليق نانو من أجل الحصول على أي المواصفات المطلوبة. حتى تركيبات المنتج شديدة الحساسية أو الكاشطة أو شديدة اللزوجة يمكن تشتيتها بكفاءة وإزالة التكتل باستخدام الموجات فوق الصوتية. لدينا الموجات فوق الصوتية المتقدمة هي تنوعا للغاية وتوفر دفعة متطورة وإمكانيات العلاج مضمنة. معايير الجودة العالية الموثوقة والنتائج القابلة للتكرار هي السمات الرئيسية لتشتت السيليكا بالموجات فوق الصوتية.
Hielscher الدولة من بين الفن الموجات فوق الصوتية الصف الصناعية تتميز قائمة ذكية وسهلة الاستخدام، وإعدادات قابلة للبرمجة، وبروتوكول البيانات التلقائي على بطاقة SD متكاملة، والتحكم عن بعد المتصفح ومتانة عالية.
السعة هي المعلمة الأكثر تأثيرا عندما يتعلق الأمر بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية. تشير السعة إلى أقصى إزاحة أو حركة من الذروة إلى الذروة لموجة فوق صوتية. بالنسبة للتشتت بالموجات فوق الصوتية ، وإزالة التكتل ، والطحن الرطب ، غالبا ما تكون السعات العالية مطلوبة من أجل تطبيق طاقة كافية لتقليل حجم الجسيمات. Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن أن تقدم السعات عالية بشكل استثنائي. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة.
من R الصغيرة والمتوسطة الحجم&D والموجات فوق الصوتية التجريبية للأنظمة الصناعية لتصنيع السيليكا التجارية في الوضع المستمر، Hielscher Ultrasonics لديه المعالج بالموجات فوق الصوتية الحق لتغطية الاحتياجات الخاصة بك لمعالجة السيليكا متفوقة.
- كفاءة عالية
- أحدث التقنيات
- موثوقيه & متانه
- تحكم دقيق وقابل للتعديل في العملية
- الدفعه & مضمنه
- لأي وحدة تخزين
- برنامج ذكي
- الميزات الذكية (على سبيل المثال ، قابلة للبرمجة ، وبروتوكول البيانات ، والتحكم عن بعد)
- سهل وآمن للعمل
- صيانة منخفضة
- التنظيف المكاني (التنظيف المكاني)
التصميم والتصنيع والاستشارات – جودة صنع في ألمانيا
Hielscher الموجات فوق الصوتية معروفة جيدا لأعلى معايير الجودة والتصميم. المتانة والتشغيل السهل تسمح بالتكامل السلس للموجات فوق الصوتية لدينا في المنشآت الصناعية. يتم التعامل بسهولة مع الظروف القاسية والبيئات الصعبة بواسطة الموجات فوق الصوتية Hielscher.
Hielscher Ultrasonics هي شركة حاصلة على شهادة الأيزو وتركز بشكل خاص على الموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. بطبيعة الحال، الموجات فوق الصوتية Hielscher هي CE المتوافقة وتلبية متطلبات UL، وكالة الفضاء الكندية وبنفايات.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 0.5 إلى 1.5 مل | ن.أ. | VialTweeter | 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر / دقيقة | UIP6000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
بالموجات فوق الصوتية UP400S لإزالة تكتل السيليكا النانوية.
الدراسة والرسومات: فيكاش ، 2020.
ما هو السيليكا (SiO2 ، ثاني أكسيد السيليكون)؟
السيليكا مركب كيميائي يتكون من السيليكون والأكسجين مع الصيغة الكيميائية SiO2 ، أو ثاني أكسيد السيليكون. هناك العديد من الأشكال المختلفة للسيليكا ، مثل الكوارتز المنصهر ، والسيليكا المدخنة ، وهلام السيليكا ، والهلام الهلامي. السيليكا موجود كمركب من العديد من المعادن وكمنتج اصطناعي. توجد السيليكا بشكل شائع في الطبيعة مثل الكوارتز وفي الكائنات الحية المختلفة. يتم الحصول على ثاني أكسيد السيليكون عن طريق التعدين وتنقية الكوارتز. الأشكال الثلاثة الرئيسية للسيليكا غير المتبلورة هي السيليكا البيروجينية والسيليكا المترسبة وهلام السيليكا.
السيليكا المدخنة / السيليكا البيروجينية
ينتج عن حرق رابع كلوريد السيليكون (SiCl4) في لهب الهيدروجين الغني بالأكسجين دخان SiO2 – السيليكا المدخنة. بدلا من ذلك ، فإن تبخير رمل الكوارتز في قوس كهربائي 3000 درجة مئوية ، ينتج السيليكا المدخنة أيضا. في كلتا العمليتين ، تندمج القطرات المجهرية الناتجة من السيليكا غير المتبلورة في جزيئات ثانوية متفرعة تشبه السلسلة ثلاثية الأبعاد. ثم تتكتل هذه الجسيمات الثانوية في مسحوق أبيض ذو كثافة سائبة منخفضة للغاية ومساحة سطح عالية جدا. يتراوح حجم الجسيمات الأولية للسيليكا المدخنة غير المسامية بين 5 و 50 نانومتر. السيليكا المدخنة لها تأثير سماكة قوي جدا. وبالتالي ، يتم استخدام السيليكا المدخنة كحشو في المطاط الصناعي السيليكوني وتعديل اللزوجة في الدهانات أو الطلاء أو المواد اللاصقة أو أحبار الطباعة أو راتنجات البوليستر غير المشبعة. يمكن معالجة السيليكا المدخنة لجعلها كارهة للماء أو محبة للماء إما للتطبيقات العضوية السائلة أو المائية. السيليكا الكارهة للماء هي مكون فعال لإزالة الرغوة (عامل مضاد للرغوة).
انقر هنا ، للقراءة عن التفريغ بالموجات فوق الصوتية وإزالة الرغوة.
دخان السيليكا رقم CAS 112945-52-5
دخان السيليكا / ميكروسيليكا
دخان السيليكا هو مسحوق فائق الدقة بحجم النانو يعرف أيضا باسم السيليكا الدقيقة. لا ينبغي الخلط بين دخان السيليكا والسيليكا المدخنة. تختلف عملية الإنتاج ومورفولوجيا الجسيمات ومجالات تطبيق دخان السيليكا عن تلك الموجودة في السيليكا المدخنة. دخان السيليكا هو شكل غير متبلور وغير بلوري متعدد الأشكال من SiO2. يتكون دخان السيليكا من جزيئات كروية يبلغ متوسط قطر الجسيمات 150 نانومتر. التطبيق الأبرز لدخان السيليكا هو مادة البوزولانية للخرسانة عالية الأداء. يضاف إلى الخرسانة الأسمنتية البورتلاندية لتحسين خصائص الخرسانة ، مثل قوة الانضغاط وقوة الرابطة ومقاومة التآكل. علاوة على ذلك ، يقلل دخان السيليكا من نفاذية الخرسانة إلى أيونات الكلوريد. هذا يحمي حديد التسليح للخرسانة من التآكل.
لمعرفة المزيد عن الخلط بالموجات فوق الصوتية للأسمنت ودخان السيليكا ، يرجى النقر هنا!
دخان السيليكا رقم CAS: 69012-64-2 ، رقم دخان السيليكا EINECS: 273-761-1
السيليكا المترسبة
السيليكا المترسبة هي شكل أبيض غير متبلور اصطناعي من SiO2. تستخدم السيليكا المترسبة كحشو أو مطهر أو تحسين الأداء في البلاستيك أو المطاط ، مثل الإطارات. تشمل الاستخدامات الأخرى عامل التنظيف أو السماكة أو التلميع في معاجين الأسنان.
لمعرفة المزيد عن الخلط بالموجات فوق الصوتية في تصنيع معجون الأسنان ، يرجى النقر هنا!
يتراوح قطر الجسيمات الأولية للسيليكا المدخنة بين 5 و 100 نانومتر ، بينما يصل حجم التكتل إلى 40 ميكرومتر مع متوسط حجم المسام أكبر من 30 نانومتر. مثل السيليكا البيروجينية ، فإن السيليكا المترسبة ليست في الأساس صغيرة المسام.
يتم إنتاج السيليكا المدخنة عن طريق هطول الأمطار من محلول يحتوي على أملاح السيليكات. بعد تفاعل محلول سيليكات محايد مع حمض معدني ، تضاف محاليل حمض الكبريتيك وسيليكات الصوديوم في وقت واحد مع التحريض ، مثل التحريض بالموجات فوق الصوتية ، إلى الماء. السيليكا تترسب في الظروف الحمضية. إلى جانب العوامل ، مثل مدة هطول الأمطار ، ومعدل إضافة المواد المتفاعلة ، ودرجة الحرارة والتركيز ، ودرجة الحموضة ، يمكن أن تختلف طريقة وشدة التحريض في خصائص السيليكا. يعد التحريض الميكانيكي في غرفة المفاعل بالموجات فوق الصوتية طريقة فعالة لإنتاج حجم جسيم ثابت وموحد. التحريض بالموجات فوق الصوتية في درجات حرارة مرتفعة يتجنب تشكيل مرحلة هلام.
لمزيد من المعلومات حول الترسيب بمساعدة الموجات فوق الصوتية للمواد النانوية ، مثل السيليكا المترسبة ، يرجى النقر هنا!
رقم سجل المستخلصات الكيميائية السيليكا المعجل: 7631-86-9
السيليكا الغروية / السيليكا الغروانية
السيليكا الغروية عبارة عن تعليق لجزيئات السيليكا الدقيقة غير المسامية وغير المتبلورة ومعظمها كروية في الطور السائل.
الاستخدامات الأكثر شيوعا لغرويات السيليكا هي كمساعد تصريف في صناعة الورق ، أو مادة كاشطة لتلميع رقاقة السيليكون ، أو محفز في العمليات الكيميائية ، أو ماصة للرطوبة ، أو مضافة إلى الطلاءات المقاومة للتآكل ، أو خافض للتوتر السطحي للتلبد أو التخثر أو التشتت أو التثبيت.
لمعرفة المزيد عن السيليكا الغروية في طلاءات البوليمر المقاومة للتآكل ، يرجى النقر هنا!
إنتاج السيليكا الغروية هو عملية متعددة الخطوات. يؤدي التحييد الجزئي لمحلول السيليكات القلوية إلى تكوين نوى السيليكا. عادة ما تكون الوحدات الفرعية لجسيمات السيليكا الغروية في نطاق يتراوح بين 1 و 5 نانومتر. اعتمادا على ظروف البلمرة ، يمكن ربط هذه الوحدات الفرعية معا. عن طريق تقليل الرقم الهيدروجيني إلى أقل من 7 أو عن طريق إضافة الملح ، تميل الوحدات إلى الاندماج معا في سلاسل ، والتي غالبا ما تسمى هلام السيليكا. عدا ذلك ، تظل الوحدات الفرعية منفصلة وتنمو تدريجيا. غالبا ما تسمى المنتجات الناتجة سول السيليكا أو السيليكا المترسبة. يتم تثبيت معلق السيليكا الغروية عن طريق تعديل الأس الهيدروجيني ثم يتركز ، على سبيل المثال عن طريق التبخر.
لمعرفة المزيد حول التأثيرات الميكانيكية في عمليات sol-gel ، يرجى النقر هنا!
السيليكا المخاطر الصحية
ثاني أكسيد السيليكون البلوري الجاف أو المحمول جوا هو مادة مسرطنة للرئة البشرية يمكن أن تسبب أمراض الرئة الخطيرة أو سرطان الرئة أو أمراض المناعة الذاتية الجهازية. عندما يتم استنشاق غبار السيليكا ويدخل الرئتين فإنه يسبب تكوين أنسجة ندبة ويقلل من قدرة الرئتين على امتصاص الأكسجين (السحار السيليسي). ترطيب وتشتت SiO2 في مرحلة سائلة ، على سبيل المثال عن طريق التجانس بالموجات فوق الصوتية ، يلغي خطر الاستنشاق. لذلك فإن خطر وجود منتج سائل يحتوي على SiO2 يسبب داء السليكاتس منخفض جدا. يرجى استخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة عند التعامل مع السيليكا في شكل مسحوق جاف!
أدب
- Vikash, Vimal Kumar (2020): Ultrasonic-assisted de-agglomeration and power draw characterization of silica nanoparticles. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 65, 2020.
- Rosa Mondragon, J. Enrique Julia, Antonio Barba, Juan Carlos Jarque (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology, Volume 224, 2012. 138-146.
- Pohl, Markus; Schubert, Helmar (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.