پراکندگی التراسونیک سیلیس (SiO2)

سیلیس که با نام های SiO2، نانوسیلیس یا میکروسیلیس نیز شناخته می شود، در خمیر دندان، سیمان، لاستیک مصنوعی، پلیمر با کارایی بالا یا در محصولات غذایی به عنوان غلیظ کننده، جاذب، عامل ضد کیک شدن یا حامل عطرها و طعم دهنده ها استفاده می شود. در زیر در مورد کاربردهای نانوسیلیس و میکروسیلیس و اینکه چگونه اثرات سونومکانیکی اولتراسونیک می تواند با ساخت سوسپانسیون های سیلیس بهتر و تسهیل سنتز نانوذرات سیلیکا ، کارایی فرآیند و عملکرد محصول نهایی را بهبود بخشد ، بیشتر خواهید آموخت.

مزایای پراکندگی التراسونیک نانو سیلیس (SiO2)

سیلیس در طیف گسترده ای از اشکال آبدوست و آبگریز موجود است و اندازه ذرات بسیار ریز چند میکرومتر تا چند نانومتر دارد. به طور معمول سیلیس پس از خیس شدن به خوبی پراکنده نمی شود. همچنین میکروحباب های زیادی را به فرمولاسیون محصول اضافه می کند. فراصوت یک فناوری فرآیند موثر برای پراکنده کردن میکرو سیلیس و نانو سیلیس و حذف گاز محلول و میکرو حباب از فرمولاسیون است.

پراکندگی اولتراسونیک تکنیکی است که با استفاده از شدت بالا، امواج فراصوت با فرکانس پایین برای پراکنده کردن و deagglomerate ذرات در یک محیط مایع است. هنگامی که آن را به پراکندگی سیلیس و نانو سیلیس می آید ، پراکندگی مافوق صوت ارائه می دهد چندین مزیت:
 

اهمیت اندازه ذرات سیلیس

برای بسیاری از کاربردهای سیلیس با اندازه نانو یا میکرو سایز ، پراکندگی خوب و یکنواخت بسیار مهم است. اغلب، یک سوسپانسیون سیلیس تک پراکنده مورد نیاز است، به عنوان مثال برای اندازه گیری اندازه ذرات. به ویژه برای استفاده در جوهرها یا پوشش ها و پلیمرها برای بهبود مقاومت در برابر خراش، ذرات سیلیس باید به اندازه کافی کوچک باشند تا با نور مرئی تداخل نداشته باشند تا از مه جلوگیری شود و شفافیت حفظ شود. برای اکثر پوشش ها، ذرات سیلیس باید کوچکتر از 40 نانومتر باشند تا این نیاز را برآورده کنند. برای کاربردهای دیگر، تجمع ذرات سیلیس مانع از تعامل هر ذره سیلیس با محیط اطراف می شود.
هموژنایزرهای اولتراسونیک در پراکندگی سیلیس موثرتر از سایر روش های اختلاط برشی بالا مانند میکسرهای دوار یا همزن های مخزن هستند. تصویر زیر یک نتیجه معمولی از پراکندگی اولتراسونیک سیلیس دود شده در آب را نشان می دهد.

پراکندگی اولتراسونیک سیلیس دود شده در آب

کارایی پردازش در کاهش اندازه سیلیس

پراکندگی التراسونیک نانو سیلیس نسبت به سایر روش های اختلاط برشی بالا مانند IKA Ultra-Turrax برتر است. مافوق صوت تولید تعلیق از اندازه ذرات سیلیس کوچکتر و مافوق صوت تکنولوژی انرژی کارآمد تر است. Pohl و شوبرت کاهش اندازه ذرات Aerosil 90 (2٪ وزنی) در آب با استفاده از Ultra-Turrax (روتور استاتور سیستم) با Hielscher UIP1000hd (دستگاه اولتراسونیک 1kW) مقایسه کردند. نمودار زیر نتایج برتر فرآیند اولتراسونیک را نشان می دهد. در نتیجه مطالعه خود ، پل نتیجه گرفت که "در انرژی خاص ثابت EV سونوگرافی موثرتر از سیستم روتور استاتور است." راندمان انرژی و یکنواختی اندازه ذرات سیلیس در فرآیندهای تولید، جایی که هزینه تولید، ظرفیت فرآیند و کیفیت محصول مهم است، از اهمیت بالایی برخوردار است.

اولتراسونیک در مقابل Ultra turrax برای پراکندگی سیلیس

تصاویر زیر نشان می دهد نتایج که Pohl با فراصوت اسپری یخ خشک شده گرانول سیلیس به دست آورد.

سمت چپ: تصاویر REM از گرانول های سیلیکا انجماد اسپری قبل از deagglomeration اولتراسونیک
سمت راست: تصاویر TEM از قطعات سیلیس پراکنده التراسونیک
مطالعه و تصاویر: Pohl and Schubert، 2004)

پراکنده کننده های اولتراسونیک با کارایی بالا برای فرمولاسیون سیلیس با کیفیت بالا

Hielscher اولتراسونیک یک کسب و کار خانوادگی آلمانی است که در توسعه، ساخت و عرضه هموژنایزرهای اولتراسوند با کارایی بالا برای درمان مایعات، تعلیق های جامد و خمیر تخصص دارد. هموژنایزرهای مافوق صوت Hielscher قابل اعتماد پردازش دوغاب سیلیس و دیگر نانو supensions به منظور به دست آوردن هر گونه مشخصات مورد نظر. حتی فرمولاسیون محصول است که بسیار حساس, ساینده, و یا بسیار چسبناک می تواند کارآمد پراکنده و deagglomeration با استفاده از ultrasonication. ultrasonicators پیشرفته ما بسیار متنوع هستند و امکانات پیچیده درمان دسته ای و درون خطی را ارائه می دهند. استانداردهای قابل اعتماد با کیفیت بالا و نتایج قابل تکرار از ویژگی های کلیدی پراکندگی سیلیس اولتراسونیک است.
Hielscher دولت از هنر صنعتی درجه ultrasonicators از ویژگی های یک منوی هوشمند و کاربر پسند, تنظیمات قابل برنامه ریزی, پروتکل داده های خودکار بر روی یک کارت SD یکپارچه, مرورگر کنترل از راه دور و استحکام بالا.
دامنه تاثیرگذارترین پارامتر در مورد پردازش اولتراسونیک است. دامنه به حداکثر جابجایی یا حرکت قله به اوج یک موج اولتراسونیک اشاره دارد. برای پراکندگی اولتراسونیک، deagglomeration، و فرز مرطوب اغلب دامنه های بالا به منظور استفاده از انرژی کافی برای کاهش اندازه ذرات مورد نیاز است. پردازنده های اولتراسونیک صنعتی Hielscher می تواند دامنه فوق العاده بالا ارائه. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد. برای دامنه های حتی بالاتر ، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند.
از اندازه کوچک و متوسط R&D و مافوق صوت خلبان به سیستم های صنعتی برای تولید سیلیس تجاری در حالت مداوم، Hielscher مافوق صوت دارای پردازنده مافوق صوت مناسب برای پوشش نیازهای خود را برای پردازش سیلیس برتر.

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

سیلیس (SiO2، دی اکسید سیلیکون) چیست؟

سیلیس یک ترکیب شیمیایی است که از سیلیکون و اکسیژن با فرمول شیمیایی SiO2 یا دی اکسید سیلیکون تشکیل شده است. اشکال مختلفی از سیلیس وجود دارد، مانند کوارتز ذوب شده، سیلیس دود، ژل سیلیکا و آئروژل ها. سیلیس به عنوان ترکیبی از چندین ماده معدنی و به عنوان محصول مصنوعی وجود دارد. سیلیس بیشتر در طبیعت به صورت کوارتز و در موجودات زنده مختلف یافت می شود. دی اکسید سیلیکون با استخراج و خالص سازی کوارتز به دست می آید. سه شکل اصلی سیلیس آمورف عبارتند از سیلیس پیروژنیک، سیلیس رسوب و ژل سیلیکا.

سیلیس دود / سیلیس پیروژنیک

سوزاندن تتراکلرید سیلیکون (SiCl4) در شعله هیدروژن غنی از اکسیژن باعث تولید دود SiO می شود2 – سیلیس دود. از طرف دیگر، تبخیر ماسه کوارتز در قوس الکتریکی 3000 درجه سانتیگراد، سیلیس دود شده را نیز تولید می کند. در هر دو فرآیند، قطرات میکروسکوپی سیلیس آمورف به ذرات ثانویه منشعب، زنجیره ای و سه بعدی متصل می شوند. سپس این ذرات ثانویه به یک پودر سفید با چگالی ظاهری بسیار کم و سطح بسیار بالا تبدیل می شوند. اندازه ذرات اولیه سیلیس دود غیر متخلخل بین 5 تا 50 نانومتر است. سیلیس دود اثر ضخیم کنندگی بسیار قوی دارد. از این رو، سیلیس دود به عنوان پرکننده در الاستومر سیلیکون و تنظیم ویسکوزیته در رنگ ها، پوشش ها، چسب ها، جوهرهای چاپ یا رزین های پلی استر اشباع نشده استفاده می شود. سیلیس دود را می توان درمان کرد تا آن را آبگریز یا آبدوست برای کاربردهای مایع آلی یا آبی کند. سیلیس آبگریز یک جزء کف زدایی موثر (عامل ضد کف کننده) است.
برای مطالعه در مورد گاززدایی و کف زدایی اولتراسونیک اینجا را کلیک کنید.
سیلیس دود شماره CAS 112945-52-5

دود سیلیس / میکروسیلیس

دود سیلیس یک پودر بسیار ریز و نانو است که به عنوان میکرو سیلیس نیز شناخته می شود. دود سیلیس را نباید با سیلیس دود اشتباه گرفت. فرآیند تولید، مورفولوژی ذرات و زمینه های کاربرد دود سیلیس همگی با سیلیس دود شده متفاوت هستند. دود سیلیس یک فرم آمورف ، غیر کریستالی و چند شکل SiO است2. دود سیلیس از ذرات کروی با قطر ذرات متوسط 150 نانومتر تشکیل شده است. برجسته ترین کاربرد دود سیلیس به عنوان ماده پوزولانی برای بتن با کارایی بالا است. به بتن سیمان پرتلند اضافه می شود تا خواص بتن مانند مقاومت فشاری، استحکام باند و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد. فراتر از آن، دود سیلیس نفوذپذیری بتن به یون های کلرید را کاهش می دهد. این از فولاد تقویت کننده بتن در برابر خوردگی محافظت می کند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اختلاط اولتراسونیک سیمان و دود سیلیس ، لطفا اینجا را کلیک کنید!
دود سیلیس شماره CAS: 69012-64-2 ، دود سیلیس شماره EINECS: 273-761-1

سیلیس رسوبی

سیلیس رسوب شده فرم آمورف مصنوعی پودری سفید از SiO2 است. سیلیس رسوبی به عنوان پرکننده، نرم کننده یا بهبود عملکرد در پلاستیک یا لاستیک، به عنوان مثال لاستیک استفاده می شود. کاربردهای دیگر شامل ماده تمیز کننده، غلیظ کننده یا پولیش در خمیردندان است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اختلاط اولتراسونیک در تولید خمیر دندان، لطفا اینجا را کلیک کنید!
ذرات اولیه سیلیس دود شده دارای قطر بین 5 تا 100 نانومتر هستند، در حالی که اندازه آگلومرا تا 40 میکرومتر با اندازه منافذ متوسط بزرگتر از 30 نانومتر است. مانند سیلیس پیروژنیک، سیلیس رسوبی اساسا ریز متخلخل نیست.
سیلیس دود شده با رسوب از محلول حاوی نمک های سیلیکات تولید می شود. پس از واکنش محلول سیلیکات خنثی با یک اسید معدنی، محلول های اسید سولفوریک و سیلیکات سدیم به طور همزمان با هم زدن، مانند تحریک اولتراسونیک به آب اضافه می شوند. سیلیس در شرایط اسیدی رسوب می کند. علاوه بر عواملی مانند مدت زمان بارش، سرعت افزودن واکنش دهنده ها، دما و غلظت و pH، روش و شدت هم زدن می تواند خواص سیلیس را تغییر دهد. تحریک سونومکانیکی در محفظه راکتور اولتراسونیک یک روش موثر برای تولید اندازه ذرات سازگار و یکنواخت است. تحریک اولتراسونیک در دماهای بالا از تشکیل مرحله ژل جلوگیری می کند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد رسوب به کمک التراسونیک نانومواد، مانند سیلیس رسوب، لطفا اینجا را کلیک کنید!
شماره CAS سیلیس رسوب: 7631-86-9

سیلیس کلوئیدی / سیلیس کلوئید

سیلیس کلوئیدی سوسپانسیون ذرات سیلیس ریز غیر متخلخل، آمورف و عمدتا کروی در یک فاز مایع است.
متداول ترین کاربردهای کلوئیدهای سیلیکا به عنوان کمک زهکشی در کاغذ سازی، ساینده برای پرداخت ویفر سیلیکون، کاتالیزور در فرآیندهای شیمیایی، جاذب رطوبت، افزودنی به پوشش های مقاوم در برابر سایش، یا سورفکتانت برای لخته سازی، انعقادی، پراکندگی یا تثبیت کننده است.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیلیس کلوئیدی در پوشش های پلیمری مقاوم در برابر سایش، لطفا اینجا را کلیک کنید!

تولید سیلیس کلوئیدی یک فرآیند چند مرحله ای است. خنثی سازی جزئی محلول قلیایی سیلیکات منجر به تشکیل هسته های سیلیس می شود. زیر واحدهای ذرات سیلیس کلوئیدی معمولا در محدوده بین 1 تا 5 نانومتر هستند. بسته به شرایط پلیمریزاسیون ، این زیر واحدها می توانند به یکدیگر متصل شوند. با کاهش pH زیر 7 یا با افزودن نمک، واحدها تمایل دارند به صورت زنجیره ای با هم ترکیب شوند که اغلب ژل های سیلیکا نامیده می شوند. در غیر این صورت، زیر واحدها از هم جدا می مانند و به تدریج رشد می کنند. محصولات حاصل اغلب سیلیس سل یا سیلیس رسوب نامیده می شوند. سوسپانسیون سیلیس کلوئیدی با تنظیم pH تثبیت می شود و سپس تغلیظ می شود، به عنوان مثال با تبخیر.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اثرات سونومکانیکی در فرآیندهای سل ژل، لطفا اینجا را کلیک کنید!

خطر سلامت سیلیس

دی اکسید سیلیکون کریستالی خشک یا موجود در هوا سرطان زا ریه انسان است که می تواند باعث بیماری جدی ریوی، سرطان ریه یا بیماری های خود ایمنی سیستمیک شود. هنگامی که گرد و غبار سیلیس استنشاق می شود و وارد ریه ها می شود، باعث تشکیل بافت اسکار می شود و توانایی ریه ها برای دریافت اکسیژن (سیلیکوز) را کاهش می دهد. خیس کردن و پراکندگی SiO2 به یک فاز مایع، به عنوان مثال با همگن سازی اولتراسونیک، خطر استنشاق را از بین می برد. بنابراین خطر یک محصول مایع حاوی SiO2 برای ایجاد سیلیکوزیس بسیار کم است. لطفا هنگام استفاده از سیلیس به صورت پودر خشک از تجهیزات حفاظت شخصی مناسب استفاده کنید!

ادبیات