Dispersi Ultrasonik Silika (SiO2)

Silika, juga dikenal sebagai SiO2, nano-silika atau mikro-silika digunakan dalam pasta gigi, semen, karet sintetis, polimer kinerja tinggi atau dalam produk makanan sebagai pengental, adsorben, agen anti-caking, atau pembawa untuk wewangian dan rasa. Di bawah ini Anda akan mempelajari lebih lanjut tentang penggunaan nanosilica dan microsilica dan bagaimana efek sonomechanical ultrasonik dapat meningkatkan efisiensi proses dan kinerja produk akhir dengan membuat suspensi silika yang lebih baik atau sintesis nanopartikel silika yang ditingkatkan.

Dispersi Silika / Suspensi Silika / Nano Silika (SiO2)

Silika tersedia dalam berbagai bentuk hidrofilik dan hidrofobik dan memiliki ukuran partikel yang sangat halus dari beberapa mikrometer hingga beberapa nanometer. Biasanya silika tidak tersebar dengan baik setelah membasahi. Hal ini juga menambahkan banyak microbubbles untuk formulasi produk. Ultrasonication adalah teknologi proses yang efektif untuk membubarkan mikro-silika dan nano-silika dan menghapus gas terlarut dan mikro-gelembung dari formulasi.

Ultrasonic Dispersion of Fumed Silica: The Hielscher ultrasonik homogenizer UP400S menyebarkan bubuk silika cepat dan efisien menjadi tunggal, mono-disperse, nano-partikel.

Ultrasonik Dispersing dari Fumed Silicia dalam Air menggunakan homogenizer ultrasonik UP400S

Untuk banyak aplikasi silika ukuran nano atau mikro, dispersi yang baik dan seragam sangat penting. Seringkali, suspensi silika mono-disperse diperlukan, misalnya untuk pengukuran ukuran partikel. Khususnya untuk digunakan dalam tinta atau pelapis dan polimer untuk meningkatkan ketahanan gores, partikel silika harus cukup kecil untuk tidak mengganggu cahaya yang terlihat untuk menghindari kabut dan menjaga transparansi. Untuk sebagian besar lapisan partikel silika harus lebih kecil dari 40nm untuk memenuhi persyaratan ini. Untuk aplikasi lain, aglomerasi partikel silika menghalangi setiap partikel silika individu untuk berinteraksi dengan media sekitarnya.
Homogenizers ultrasonik lebih efektif dalam menyebarkan silika daripada metode pencampuran geser tinggi lainnya, seperti mixer rotary atau penghasut tangki. Gambar di bawah ini menunjukkan hasil khas penyebaran ultrasonik silika fumed dalam air.

The picture shows a typical result of ultrasonic dispersing of fumed silica in water.

Dispersi Ultrasonik Silika Fumed dalam Air

Pengolahan Efisiensi dalam Silica Ukuran Pengurangan

Dispersi ultrasonik nano-silika lebih unggul daripada metode pencampuran geser tinggi lainnya, seperti IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics menghasilkan suspensi ukuran partikel silika yang lebih kecil dan ultrasonication adalah teknologi yang lebih hemat energi. Pohl dan Schubert membandingkan pengurangan ukuran partikel Aerosil 90 (2%wt) dalam air menggunakan Ultra-Turrax (rotor-stator-system) dengan Hielscher UIP1000hd (perangkat ultrasonik 1kW). Grafik di bawah ini menunjukkan hasil unggul dari proses ultrasonik. Sebagai hasil dari studinya Pohl menyimpulkan, bahwa "Pada energi spesifik konstan EV ultrasound lebih efektif daripada rotor-stator-sistem." Keseragaman ukuran partikel energi dan silika sangat penting dalam proses produksi, di mana biaya produksi, kapasitas proses, dan kualitas produk penting.

Ultrasonic dispersion of nano-silica compared to other high-shear mixing methods, such as an IKA Ultra-Turrax

Ultrasonics vs Ultra-turrax untuk Dispersi Silika

Gambar-gambar di bawah ini menunjukkan hasil yang diperoleh Pohl dengan sonicating silika spray freeze granules. (Klik pada gambar untuk memperbesar!)

Silica Semprot Freeze Butiran sebelum SonicationSilica Dispersi setelah Sonication
(kiri: sebelum sonication, kanan: setelah sonication)

Untuk Informasi Lebih Lanjut!

Silahkan isi formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan mengenai penggunaan USG dalam penyebaran silika. Kami akan senang untuk menawarkan sistem ultrasonik memenuhi persyaratan Anda.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Apa itu Silika (SiO2, Silikon Dioksida)?

Silika adalah senyawa kimia yang terdiri dari silikon dan oksigen dengan rumus kimia SiO2, atau silikon dioksida. Ada banyak bentuk silika, seperti kuarsa menyatu, silika fumed, silika gel, dan aerogel. Silika ada sebagai senyawa dari beberapa mineral dan sebagai produk sintetis. Silika paling sering ditemukan di alam sebagai kuarsa dan dalam berbagai organisme hidup. Silikon dioksida diperoleh dengan pertambangan dan pemurnian kuarsa. Tiga bentuk utama silika amorf adalah silika pirogenik, silika terjal dan silika gel.

Silika Fumed / Silika Pyrogenic

Membakar silikon tetraklorida (SiCl4) dalam api hidrogen yang kaya oksigen menghasilkan asap SiO2 – silika fumed. Atau, menguapkan pasir kuarsa dalam busur listrik 3000 °C, menghasilkan silika fumed juga. Dalam kedua proses, tetesan mikroskopis yang dihasilkan dari sekering silika amorf menjadi partikel sekunder bercabang, seperti rantai, tiga dimensi. Partikel sekunder ini kemudian menggumpal menjadi bubuk putih dengan kepadatan massal yang sangat rendah dan luas permukaan yang sangat tinggi. Ukuran partikel utama silika asap non-berpori adalah antara 5 hingga 50 nm. Silika asap memiliki efek penebalan yang sangat kuat. Oleh karena itu, silika fumed digunakan sebagai pengisi dalam elastomer silikon dan penyesuaian viskositas dalam cat, pelapis, perekat, tinta cetak atau resin poliester tak jenuh. Silika fumed dapat diobati untuk membuatnya hidrofobik atau hidrofilik untuk aplikasi cair organik atau berair. Silika hidrofobik adalah komponen defoamer yang efektif (agen anti-busa).
Klik di sini, untuk membaca tentang ultrasonik degassing dan defoaming.
Fumed Silica CAS nomor 112945-52-5

Silika Asap / Microsilica

Asap silika adalah bubuk ultra-halus, ukuran nano yang juga dikenal sebagai mikro-silika. Asap silika tidak sama dengan silika fumed. Proses produksi, morfologi partikel dan bidang penerapan asap silika semuanya berbeda dari silika fumed. Silika asap adalah amorf, non-kristal, bentuk polimorf SiO2. Asap silika terdiri dari partikel bulat dengan diameter partikel rata-rata 150 nm. Aplikasi yang paling menonjol dari asap silika adalah sebagai bahan pozzolanic untuk beton kinerja tinggi. Hal ini ditambahkan ke beton semen Portland untuk meningkatkan sifat beton, seperti kekuatan tekan, kekuatan ikatan, dan ketahanan abrasi. Di luar itu, asap silika mengurangi permeabilitas ion beton ke klorida. Ini melindungi baja penguat beton dari korosi.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pencampuran ultrasonik semen dan asap silika, silakan klik di sini!
Silika Fume CAS nomor: 69012-64-2, Silica Fume EINECS nomor: 273-761-1

Silika yang diendapkan

Silika diendapkan adalah bentuk amorf sintetis bubuk putih SiO2. Silika yang diendapkan digunakan sebagai pengisi, pelembut atau peningkatan kinerja dalam plastik atau karet, misalnya ban. Kegunaan lain termasuk membersihkan, menebbal atau memoles agen dalam pasta gigi.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pencampuran ultrasonik dalam pembuatan pasta gigi, silakan klik di sini!
Partikel utama silika fumed memiliki diameter antara 5 dan 100 nm, sedangkan ukuran aglomerat hingga 40 μm dengan ukuran pori rata-rata lebih besar dari 30 nm. Seperti silika pyrogenic, silika yang diendapkan pada dasarnya tidak mikropori.
Fumed Silica dihasilkan oleh curah hujan dari larutan yang mengandung garam silikat. Setelah reaksi larutan silikat netral dengan asam mineral, asam sulfat dan larutan natrium silikat ditambahkan secara bersamaan dengan agitasi, seperti agitasi ultrasonik, ke air. Silika mengendap dalam kondisi asam. Selain faktor- faktor, seperti durasi curah hujan, tingkat penambahan reactants, suhu dan konsentrasi, dan pH, metode dan intensitas agitasi dapat bervariasi sifat silika. Agitasi sonomechanical di ruang reaktor ultrasonik adalah metode yang efektif untuk menghasilkan ukuran partikel yang konsisten dan seragam. Agitasi ultrasonik pada suhu tinggi menghindari pembentukan tahap gel.
Untuk informasi lebih lanjut tentang ultrasonically dibantu presipitasi nanomaterials, seperti silika diendapkan, silahkan klik di sini!
Diendapkan Silika CAS nomor: 7631-86-9

Koloid Silika / Silika Koloid

Silika koloid adalah suspensi partikel silika nonpori halus, amorf, sebagian besar bulat dalam fase cair.
Penggunaan koloid silika yang paling umum adalah sebagai bantuan drainase dalam pembuatan kertas, abrasif untuk pemolesan wafer silikon, katalis dalam proses kimia, penyerap kelembaban, aditif terhadap pelapis resisten abrasi, atau surfaktan untuk flocculating, coagulating, dispersing atau stabilisasi.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang silika koloid dalam lapisan polimer resisten abrasi, silakan klik di sini!

Produksi silika koloid adalah proses multi-langkah. Netralisasi parsial larutan alkali-silikat mengarah pada pembentukan inti silika. Subunit partikel silika koloid biasanya dalam kisaran antara 1 dan 5 nm. Tergantung pada kondisi polimerisasi subunit ini dapat bergabung bersama-sama. Dengan mengurangi pH di bawah 7 atau dengan penambahan garam unit cenderung menyatu bersama dalam rantai, yang sering disebut gel silika. Selain itu, subunit tetap terpisah dan tumbuh secara bertahap. Produk yang dihasilkan sering disebut silika sol atau silika diendapkan. Suspensi silika koloid distabilkan dengan penyesuaian pH dan kemudian terkonsentrasi, misalnya dengan penguapan.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang efek sonomechanical dalam proses sol-gel, silakan klik di sini!

Risiko Kesehatan Silika

Silikon dioksida kristal kering atau udara adalah karsinogen paru-paru manusia yang dapat menyebabkan penyakit paru-paru serius, kanker paru-paru atau penyakit autoimun sistemik. Ketika debu silika dihirup dan memasuki paru-paru itu menyebabkan pembentukan jaringan parut dan mengurangi kemampuan paru-paru untuk mengambil oksigen (Silicosis). Pembasahan dan penyebaran SiO2 ke dalam fase cair, misalnya dengan homogenisasi ultrasonik, menghilangkan risiko inhalasi. Oleh karena itu risiko produk cair yang mengandung SiO2 menyebabkan SiO2 sangat rendah. Silakan gunakan peralatan perlindungan pribadi yang sesuai ketika menangani silika dalam bentuk bubuk kering!

Literatur

  • Markus Pohl, Helmar Schubert (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions, 2004 Partec

Silica Semprot Freeze Butiran sebelum Sonication
silika sebelum sonication

Silica Dispersi setelah Sonication
silika setelah sonication

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.