Ultralydsspredning af Silica (SiO2)

Silica, også kendt som SiO2, nanosilica eller mikrosilica anvendes i tandpasta, cement, syntetisk gummi, højtydende polymer eller i fødevarer som fortykningsmiddel, adsorbent, antiklumpningsmiddel eller bærer af dufte og smagsstoffer. Nedenfor lærer du mere om brugen af nanosilica og mikrosilica, og hvordan de sonomekaniske virkninger af ultralyd kan forbedre proceseffektiviteten og slutproduktets ydeevne ved at gøre bedre silicasuspensioner og lette silica nanopartikelsyntese.

Fordele ved ultralyddispersion af nanosilica (SiO2)

Silica fås i en bred vifte af hydrofile og hydrofobiske former og har en ekstremt fin partikelstørrelse på nogle få mikrometer ned til nogle nanometer. Typisk silica er ikke godt dispergeret efter befugtning. Det tilføjer også en masse mikrobobler til produktet formulering. Ultralydbehandling er en effektiv procesteknologi til at sprede mikrosilica og nanosiliica og fjerne opløst gas og mikrobobler fra formuleringen.

Ultralyddispersion er en teknik, der udnytter højintensitet, lavfrekvente ultralydbølger til at sprede og deagglomerere partikler i et flydende medium. Når det kommer til spredning af silica og nanosilica, giver ultralyddispersion flere fordele:
 

  • Forbedret spredning: Ultralydbølger skaber intens kavitation og akustisk streaming i det flydende medium, hvilket hjælper med at nedbryde agglomeraterne eller klyngerne af silicapartikler. Dette resulterer i forbedret dispersion og en reduktion i partikelstørrelse, hvilket fører til en mere homogen fordeling af partikler i væsken.
  • Forbedret stabilitet: Ved at opnå bedre dispersion hjælper ultralydsbehandling med at forhindre re-agglomerering eller sedimentering af partikler. De mindre og godt dispergerede silicapartikler har øget stabilitet, hvilket er afgørende for applikationer, hvor partikelagglomerering kan føre til ydelsesproblemer.
  • Øget overfladeareal: Ultralyddispersion reducerer effektivt partikelstørrelsen af silica og nanosilica, hvilket resulterer i et højere specifikt overfladeareal. Det øgede overfladeareal kan give fordele i forskellige applikationer, såsom forbedret reaktivitet, øget adsorptionskapacitet og forbedrede mekaniske egenskaber.
  • Ultralyddispergerer MultiSonoReactor med 16.000 watt dispergeringskapacitet til produktion af nanosilicasuspensioner

    Ultralyddispersionssystem til industriel produktion af nanosilicasuspensioner

  • Effektiv blanding: Ultralyddispersion fremmer effektiv blanding af partikler i det flydende medium. Den akustiske energi, der genereres af ultralydbølger, inducerer mikrostreaming og turbulent strømning, hvilket letter spredning og ensartet blanding af partiklerne. Dette er især fordelagtigt for homogen fordeling i kompositmaterialer eller belægninger.
  • Tids- og energibesparelser: Ultralyddispersion kræver generelt kortere behandlingstider sammenlignet med andre dispersionsmetoder. Den hurtige og effektive spredning opnået gennem ultralydbehandling reducerer den samlede behandlingstid, hvilket fører til øget produktivitet. Desuden kan det ofte udføres ved stuetemperatur, hvilket eliminerer behovet for overdreven opvarmning eller brug af kemiske dispergeringsmidler.
  • Enkel og sikker betjening: Ultralydspredere er enkle og sikre at betjene og kan let integreres i eksisterende produktionsfaciliteter. Præcis kontrol over ultralydapparater gør det muligt at justere procesparametrene til specifikke silicaformuleringer og ideelle procesbetingelser. Da ultralyddispersions- og deagglomereringsteknikken ikke bruger fræsemedier som perler og perler, undgås krydskontaminering med fræsemedier og arbejdsintens adskillelse.
  • Alsidighed: Ultralyddispersion er en alsidig teknik, der kan anvendes på en bred vifte af flydende medier, herunder vand, opløsningsmidler og forskellige kemiske opløsninger. Denne fleksibilitet gør den velegnet til forskellige applikationer og industrier, såsom maling, belægninger, kompositter, elektronik og lægemidler.
  • Anmodning om oplysninger




    Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


    Ultralydsspredning af Nano-Silica: Hielscher ultralydshomogenisator UP400St spreder silica nanopartikler hurtigt og effektivt til en ensartet nano-dispersion.

    Ultralydsspredning af Nano-Silica ved hjælp af ultralydsapparatet UP400St

    Videominiaturebillede

    Ultralyddispersion af fumed silica: Hielscher ultralydshomogenisatorUP400S spreder silicapulver hurtigt og effektivt i enkelte nanopartikler.

    Dispergering af røget silica i vand ved hjælp af UP400S

    Videominiaturebillede

     

    Betydningen af partikelstørrelse af silica

    Til mange anvendelser af nano-størrelse eller mikro-størrelse silica, en god og ensartet spredning er meget vigtigt. Ofte kræves der en monospysprænde silicaaffjedring, f.eks. Især til brug i blæk eller belægninger og polymerer for at forbedre ridsefastheden skal silicapartiklerne være små nok til ikke at forstyrre det synlige lys for at undgå dis og opretholde gennemsigtigheden. For de fleste belægninger silica partikler skal være mindre end 40nm at opfylde dette krav. Til andre anvendelser hindrer silicapartikelbyeration hver enkelt silicapartikel i at interagere med de omgivende medier.
    Ultralyd homogenisatorer er mere effektive i dispergering silica end andre høj-forskydning blanding metoder, såsom roterende blandere eller tank omrørere. Billedet nedenfor viser et typisk resultat af ultralydsspredning af fumed silica i vand.

    Billedet viser et typisk resultat af ultralydsspredning af røget silica i vand.

    Ultralyd dispersion af fumed Silica i vand

    Behandlingseffektivitet ved reduktion af kiselstørrelse

    Ultralyd dispersion af nano-silica er overlegen i forhold til andre høj-forskydning blanding metoder, såsom en IKA Ultra-Turrax. Ultralyd producerer suspensioner af en mindre silica partikelstørrelse og ultralydbehandling er den mere energieffektive teknologi. Pohl og Schubert sammenlignede partikelstørrelsesreduktionen af Aerosil 90 (2%wt) i vand ved hjælp af en Ultra-Turrax (rotor-stator-system) med reduktionen af en Hielscher UIP1000hd (1kW ultralydsenhed). Grafikken nedenfor viser de overlegne resultater af ultralydsprocessen. Som et resultat af hans undersøgelse Pohl konkluderede, at "Ved konstant specifik energi EV ultralyd er mere effektiv end rotor-stator-system." Ensartethed i forbindelse med energieffektivitet og silicapartikelstørrelse er af største betydning i produktionsprocesserne, hvor produktionsomkostninger, proceskapacitet og produktkvalitet betyder noget.

    Ultralyddispersionssystem på 2x UIP1000hdT med i alt 2kW ultralydsbehandlingskraft til pigmenter i nanostørrelse, såsom nanosilica

    2x 1000 watt ultralydspredere i et renseligt skab til nandispersioner, fx nano-silica.

    Ultralydsdispersion af nanosilica sammenlignet med andre blandingsmetoder med høj forskydning, såsom en IKA Ultra-Turrax

    Ultralyd vs. Ultra-turrax til Silica Dispersion

    Billederne nedenfor viser de resultater, som Pohl opnåede ved sonikering af sprayfrysetørret silicagranulat.

    Silikapartikler kan ultralydsdispergeres, deagglomereres og modificeres (f.eks. doteret / funktionaliseret til katalytiske applikationer).

    Til venstre: REM-billeder af sprayfrysesilicagranulat før ultralydsdeagglomerering
    Til højre: TEM-billeder af ultralyddispergerede silicafragmenter
    Studie og billeder: Pohl og Schubert, 2004)

    Højtydende ultralydspredere til silicaformuleringer af høj kvalitet

    Hielscher Ultrasonics er en tysk familieejet virksomhed specialiseret i udvikling, fremstilling og levering af højtydende ultralydhomogenisatorer til behandling af væsker, fastbelastede suspensioner og pastaer. Hielscher ultralyd homogenisatorer pålideligt behandle silica opslæmninger og andre nano-supensioner for at opnå enhver ønsket specifikation. Selv produktformuleringer, der er meget følsomme, slibende eller meget viskøse, kan effektivt spredes og deagglomereres ved hjælp af ultralydbehandling. Vores avancerede ultralydapparater er ekstremt alsidige og tilbyder sofistikerede batch- og inline-behandlingsmuligheder. Pålideligt høje kvalitetsstandarder og reproducerbare resultater er nøglefunktioner i ultralydsilicadispersion.
    Hielscher state-of-the-art industrial-grade ultralydapparater har en smart og brugervenlig menu, programmerbare indstillinger, automatisk dataprotokol på et integreret SD-kort, browser fjernbetjening og høj robusthed.
    Amplituden er den mest indflydelsesrige parameter, når det kommer til ultralydsbehandling. Amplitude refererer til den maksimale forskydning eller top-til-top bevægelse af en ultralydbølge. Til ultralyddispersion, deagglomerering og vådfræsning kræves ofte høje amplituder for at anvende tilstrækkelig energi til reduktion af partikelstørrelse. Hielscher industrielle ultralydsprocessorer kan levere usædvanligt høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan let køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydsonotroder tilgængelige.
    Fra lille og mellemstor R&D og pilot ultralydapparater til industrielle systemer til kommerciel silica fremstilling i kontinuerlig tilstand, Hielscher Ultrasonics har den rigtige ultralydsprocessor til at dække dine krav til overlegen silica behandling.

    Hvorfor Hielscher Ultrasonics?

    • høj effektivitet
    • Den nyeste teknologi
    • pålidelighed & robusthed
    • Justerbar, præcis processtyring
    • parti & Inline
    • for enhver volumen
    • intelligent software
    • smarte funktioner (f.eks. programmerbar, dataprotokol, fjernbetjening)
    • Nem og sikker at betjene
    • Lav vedligeholdelse
    • CIP (clean-in-place)

    Design, fremstilling og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

    Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og design standarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydapparater.

    Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med state-of-the-art teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

    Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

    Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
    0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
    1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
    10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
    0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
    10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
    15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
    na 10 til 100 l / min UIP16000
    na større klynge af UIP16000

    Kontakt os! / Spørg Os!

    Bed om mere information

    Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydhomogenisatorer og dispergeringsmidler, silica-relaterede applikationer og priser. Vi vil være glade for at diskutere din silicadispersionsproces med dig og tilbyde dig en ultralydsdisperger, der opfylder dine krav!









    Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


    Ultralyd deagglomerering med UP400S resulterer i effektivt dispergeret nanosilica.

    ultralydsenhed UP400S til deagglomerering af nanosilica.
    Undersøgelse og grafik: Vikash, 2020.



    Hvad er Silica (SiO2, Silicon Dioxide)?

    Silica er en kemisk forbindelse bestående af silicium og ilt med den kemiske formel SiO2, eller siliciumdioxid. Der er mange forskellige former for silica, såsom smeltet kvarts, fumed silica, silica gel, og aerogels. Silica eksisterer som en forbindelse af flere mineraler og som syntetisk produkt. Silica er mest almindeligt forekommende i naturen som kvarts og i forskellige levende organismer. Siliciumdioxid fremstilles ved minedrift og rensning af kvarts. De tre vigtigste former for amorf silica er pyrogen silica, udfældet silica og silicagel.

    Fumed Silica / Pyrogen silica

    Brændende silicium tetrachlorid (SiCl4) i en ilt-rige brint flamme producerer en røg af SiO2 – silica. Alternativt, fordampning kvarts sand i en 3000 °C lysbue, producerer fumed silica, også. I begge processer smelter de resulterende mikroskopiske dråber af amorf silica sammen i forgrenede, kædelignende, tredimensionelle sekundære partikler. Disse sekundære partikler derefter agglomerat i et hvidt pulver med ekstremt lav bulk tæthed og meget høj overfladeareal. Primær partikelstørrelse af den ikke-porøse fumed silica er mellem 5 en 50 nm. Fumed silica har en meget stærk fortykkelse effekt. Derfor er fumed silica anvendes som fyldstof i silikone elastomer og viskositet justering i maling, belægninger, klæbemidler, trykfarver eller umættede polyester harpikser. Fumed Silica kan behandles for at gøre det hydrofobisk eller hydrofile for enten økologisk væske eller vandige applikationer. Hydrofobe silica er en effektiv defoamer komponent (anti-skummende middel).
    Klik her, for at læse om ultralyd afgasning og defoaming.
    Fumed Silica CAS nummer 112945-52-5

    Silica Røg / Microsilica

    Silica røg er en ultra-fine, nano-størrelse pulver også kendt som mikro-silica. Silica-røg må ikke forveksles med fumed silica. Produktionsprocessen, partikelmorfologi og anvendelsesområder for silicastræm er alle forskellige fra dem, der anvendes af fumed silica. Silica røg er en amorf, ikke-krystallinsk, polymorfog form af SiO2. Silica røg består af sfæriske partikler med en gennemsnitlig partikeldiameter på 150 nm. Den mest fremtrædende anvendelse af silica røg er som pozzolanic materiale til højtydende beton. Det er tilføjet til Portland cement beton for at forbedre betonegenskaber, som trykstyrke, binding styrke, og slidstyrke. Derudover reducerer silicatøg permeabiliteten af beton til kloridioner. Dette beskytter det forstærkende stål af beton mod korrosion.
    Hvis du vil vide mere om ultralyd blanding af cement og silica røg, skal du klikke her!
    Silica Røg CAS nummer: 69012-64-2, Silica Røg EINECS nummer: 273-761-1

    Udfældet Silica

    Udfældet silica er hvid pulverform syntetisk amorf form af SiO2. Udfældet silica anvendes som fyldstof, blødgører eller forbedring af ydeevnen i plast eller gummi, f.eks. Andre anvendelser omfatter rengøring, fortykkelse eller poleringsmiddel i tandpastaer.
    Hvis du vil vide mere om ultralyd blanding i tandpasta fremstilling, skal du klikke her!
    Primære partikler af fumed silica har en diameter på mellem 5 og 100 nm, mens agglomerat størrelse er op til 40 μm med gennemsnitlig pore størrelse er større end 30 nm. Ligesom pyrogen silica, udfældet silica er stort set ikke mikroporøs.
    Fumed Silica fremstilles ved udfældning fra en opløsning, der indeholder silikatsalte. Efter en reaktion af en neutral silikatopløsning med mineralsk syre tilsættes svovlsyre og natriumsiliicateopløsninger samtidig med omrøring, såsom ultralydsmodegiation, til vand. Silica udfældes under sure forhold. Ud over faktorer, såsom varigheden af nedbør, tilsætning sats af reaktanter, temperatur og koncentration, og pH, metoden og intensiteten af agitation kan variere egenskaberne af silica. Sonomekanisk agitation i et ultralydsreaktorkammer er en effektiv metode til at producere en ensartet og ensartet partikelstørrelse. Ultralyd agitation ved forhøjede temperaturer undgår dannelsen af en gel fase.
    For mere information om ultralydassisteret udfældning af nanomaterialer, såsom udfældet silica, klik her!
    Udfældet Silica CAS-nummer: 7631-86-9

    Kolloid silica / Silica Colloid

    Kolloid silica er en suspension af fine nonporous, amorfe, for det meste sfæriske silica partikler i en flydende fase.
    De mest almindelige anvendelser af silica kolloider er som dræning støtte i papirfremstilling, slibende for silicium wafer polering, katalysator i kemiske processer, fugtabsorberende, tilsætningsstof til slid modståen belægninger, eller overfladeaktivt til flokalisering, koagulerende, dispergering eller stabilisering.
    Hvis du vil vide mere om kolloid silica i slid modent polymer belægninger, skal du klikke her!

    Produktionen af kolloid silica er en proces i flere trin. Delvis neutralisering af en alkakal-silikatopløsning fører til dannelse af silicakerner. Underenhederne af kolloid silicapartikler er typisk i området mellem 1 og 5 nm. Afhængigt af betingelserne for polymerisering kan disse underenheder samles. Ved at reducere pH-3 under 7 eller ved tilsætning af salt har enhederne tendens til at smelte sammen i kæder, som ofte kaldes silicageléer. Ellers forbliver underenhederne adskilt og vokser gradvist. De resulterende produkter kaldes ofte silicasol eller udfældet silica. En kolloid silicaaffjedring stabiliseres ved pH-justering og derefter koncentreret, f.eks.
    Hvis du vil vide mere om sonomekaniske effekter i sol-gel processer, skal du klikke her!

    Silica Sundhedsrisiko

    Tør eller luftbåren krystallinsk silikonedioxid er human lungefremkaldende, der kan forårsage alvorlig lungesygdom, lungekræft eller systemiske autoimmune sygdomme. Når silicastøv inhaleres og kommer ind i lungerne det forårsager dannelsen af arvæv og reducerer lungerne evne til at tage i ilt (Silicosis). Befugtning og dispersion af SiO2 i en flydende fase, fx ved ultralydshomogenisering, eliminerer risikoen for indånding. Derfor er risikoen for et flydende produkt, der indeholder SiO2 for at forårsage silikose, meget lav. Brug venligst passende personligt beskyttelsesudstyr, når der håndteres silica i tør pulverform!

    Litteratur

    Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.


    Højtydende ultralyd! Hielscher produktsortimentet dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsapparat over bænk-top enheder til fuld-industrielle ultralydssystemer.

    Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


    Vi vil være glade for at diskutere din proces.

    Lad os komme i kontakt.