Hielscher Ultralydsteknologi

Ultrasonic dispergering af silica (SiO2)

Silica anvendes i forskellige industrier til slidstyrke, elektrisk isolering og høj termisk stabilitet. Ultralyd dispergering hjælper med at bruge potentialet af silica ved at forbedre dispersionskvaliteten.

Silikaprogrammer

Silica (SiO2) er en multifunktionel keramik materiale, der bruges i forskellige industrier at forbedre overflader og mekaniske egenskaber af forskellige materialer. Det bruges som en fyldstof, ydeevne additiv, reologisk modifikator eller forarbejdningsstøtte i mange produktformuleringer, såsom maling & belægninger, plastik, syntetisk gummi, klæbemidler, tætningsmidler eller isoleringsmaterialer. Især silikagummi (amorft siliciumdioxid) eller mikrosilica er tilsat til beton for at forbedre beton styrke og holdbarhed. Silikagummi anvendes også i ildfaste betonforbindelser for at reducere porøsiteten og forøge styrke ved forbedret partikelpakning.

Silikaspredning

Silica er tilgængelig i en bred vifte af hydrofile og hydrofob former og bruges typisk i ekstremt fin partikelstørrelse. Kiseldioxid er typisk ikke godt dispergeret efter befugtning. Det tilføjer også mange mikrobobler til produktformuleringen.

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

Dispersing Fumed Silicia i vand ved hjælp af UP400S

UP400S dispergerende fumed silica

For de fleste silica applikationer a god og ensartet dispersion er vigtigt. Især når de anvendes i belægninger og lakker til forbedre ridsefastheden, silica-partiklerne skal være små nok til ikke at forstyrre det synlige lys til undgå dråbe og opretholde gennemsigtighed. For de fleste belægninger skal silica være mindre end 40 nm for at opfylde dette krav. Til andre anvendelser forhindrer partikelagglomerering hver enkelt silica-partikel til at interagere med omgivende medier.

Ultralydsbehandling er blevet bevist for mig mere effektiv i dispergeringen af ​​silica end andre blandinger med høj forskydning. Billedet nedenfor viser et typisk resultat af ultralyddispersion af brændt silica i vand. Målingerne blev opnået under anvendelse af a Malvern MasterSizer 2000.

Partikelstørrelsesfordeling af silica i vandig opløsning før og efter ultralydning

Begyndelse (grøn kurve) ved en agglomeratpartikelstørrelse på mere end 200 mikron (D50) blev de fleste partikler reduceret til mindre end 200 nanometer. Den indlysende hale til højre skyldes materialesammensætningen (agglomerater og større primære præparater). Selvom agglomeraterne reduceres let, tager det længere behandling at afskalere større primære partikler.

Behandlingseffektivitet ved reduktion af kiselstørrelse

Behandlingseffektiviteten af ​​ultralyd i dispergeringen af ​​silica blev sammenlignet med andre blandinger med høj forskydning, såsom en IKA Ultra-Turrax ved Pohl og Schubert. Pohl sammenlignede partikelstørrelsesreduktionen af ​​Aerosil 90 (2% vægt) i vand ved anvendelse af et Ultra-Turrax (rotor-stator-system) ved forskellige indstillinger med en UIP1000hd (ultralyd enhed) i kontinuerlig tilstand. Nedenstående grafik viser resultaterne.

Sammenligning af UltraTurrax og Ultralyd i Dispersering af Silica i Vand

Som et resultat af hans undersøgelse konkluderede Pohl, at “Ved konstant specifikke
energi EV ultralyd er mere effektiv end den
rotor-stator-system,
.”
og det “Den anvendte ultralydsfrekvens i området fra 20 kHz til 30 kHz har ingen større effekt på
dispersionsproces.”

Billederne nedenfor viser de resultater, som Pohl opnåede sonicerende sprayfrys silica-granuler. (Klik på billederne for større visninger!)

Silica Spray Fryse Granuler Før SonicationSilikaspredning efter sonikering

(venstre: før sonication, højre: efter sonication)

Bed om mere information!

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om brug af ultralyd i dispergering af silica. Vi vil gerne tilbyde dig et ultralydsystem, der opfylder dine krav.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur

  • Markus Pohl, Helmar Schubert (2004): Dispersion og deagglomerering af nanopartikler i vandige opløsninger, 2004 Partec