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 belajar lebih banyak 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 dan memfasilitasi sintesis nanopartikel silika.

Keuntungan dari Dispersi Ultrasonik 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.

Dispersi ultrasonik adalah teknik yang memanfaatkan intensitas tinggi, gelombang ultrasound frekuensi rendah untuk membubarkan dan deagglomerate partikel dalam media cair. Ketika datang ke dispersi silika dan nano-silika, dispersi ultrasonik menawarkan beberapa keuntungan:
 

  • Peningkatan Dispersi: Gelombang ultrasonik menciptakan kavitasi intens dan streaming akustik dalam media cair, yang membantu memecah aglomerat atau kelompok partikel silika. Ini menghasilkan peningkatan dispersi dan pengurangan ukuran partikel, yang mengarah ke distribusi partikel yang lebih homogen dalam cairan.
  • Peningkatan Stabilitas: Dengan mencapai dispersi yang lebih baik, perawatan ultrasonik membantu mencegah aglomerasi ulang atau sedimentasi partikel. Partikel silika yang lebih kecil dan terdispersi dengan baik telah meningkatkan stabilitas, yang sangat penting untuk aplikasi di mana aglomerasi partikel dapat menyebabkan masalah kinerja.
  • Peningkatan luas permukaan: Dispersi ultrasonik secara efektif mengurangi ukuran partikel silika dan nano-silika, menghasilkan luas permukaan spesifik yang lebih tinggi. Peningkatan luas permukaan dapat menawarkan keuntungan dalam berbagai aplikasi, seperti peningkatan reaktivitas, peningkatan kapasitas adsorpsi, dan peningkatan sifat mekanik.
  • Disperser ultrasonik MultiSonoReactor dengan kapasitas dispersing 16.000 watt untuk produksi suspensi nano-silika

    Sistem dispersi ultrasonik untuk produksi industri suspensi nano-silika

  • Pencampuran Efisien: Dispersi ultrasonik mempromosikan pencampuran partikel yang efisien dalam media cair. Energi akustik yang dihasilkan oleh gelombang ultrasonik menginduksi aliran mikrostreaming dan turbulen, memfasilitasi dispersi dan pencampuran partikel yang seragam. Ini sangat bermanfaat untuk distribusi homogen dalam bahan komposit atau pelapis.
  • Penghematan Waktu dan Energi: Dispersi ultrasonik umumnya membutuhkan waktu pemrosesan yang lebih pendek dibandingkan dengan metode dispersi lainnya. Dispersi yang cepat dan efisien dicapai melalui ultrasonikasi mengurangi waktu pemrosesan secara keseluruhan, yang mengarah ke peningkatan produktivitas. Selain itu, sering dapat dilakukan pada suhu kamar, menghilangkan kebutuhan untuk pemanasan berlebihan atau penggunaan dispersan kimia.
  • Pengoperasian Sederhana dan Aman: Disperser ultrasonik sederhana dan aman untuk dioperasikan dan dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam fasilitas produksi yang ada. Kontrol yang tepat atas ultrasonikator memungkinkan untuk menyesuaikan parameter proses dengan formulasi silika tertentu dan kondisi proses yang ideal. Karena teknik dispersi ultrasonik dan deagglomeration tidak menggunakan media penggilingan seperti manik-manik dan mutiara, kontaminasi silang oleh media penggilingan dan pemisahan padat karya dihindari.
  • Fleksibilitas: Dispersi ultrasonik adalah teknik serbaguna yang dapat diterapkan pada berbagai media cair, termasuk air, pelarut, dan berbagai larutan kimia. Fleksibilitas ini membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi dan industri, seperti cat, pelapis, komposit, elektronik, dan farmasi.
  • Permintaan Informasi




    Perhatikan Kebijakan pribadi.


    Dispersi Ultrasonik Nano-Silika: Homogenizer ultrasonik Hielscher UP400St menyebarkan nanopartikel silika dengan cepat dan efisien menjadi dispersi nano yang seragam.

    Dispersi Ultrasonik Nano-Silika menggunakan ultrasonicator UP400St

    Gambar Mini Video

    Ultrasonic dispersi dari fumed Silica: The Hielscher ultrasonik Homogenizer UP400S membubarkan silika bubuk cepat dan efisien menjadi partikel nano tunggal.

    Menyebarkan Silika Fumed dalam Air menggunakan UP400S

    Gambar Mini Video

     

    Pentingnya Ukuran Partikel Silika

    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.

    Gambar menunjukkan hasil khas dari penyebaran ultrasonik silika berair dalam air.

    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.

    Sistem dispersi ultrasonik 2x UIP1000hdT dengan total kekuatan pemrosesan ultrasound 2kW untuk pigmen berukuran nano seperti nano-silika

    2x 1000 watt disperser ultrasonik dalam kabinet dibersihkan untuk nandispersi, misalnya nano-silika.

    Dispersi ultrasonik nano-silika dibandingkan dengan metode pencampuran geser tinggi lainnya, seperti IKA Ultra-Turrax

    Ultrasonics vs Ultra-turrax untuk Dispersi Silika

    Gambar-gambar di bawah ini menunjukkan hasil yang diperoleh Pohl dengan sonikasi semprotan butiran silika beku-kering.

    Partikel silika dapat tersebar secara ultrasonik, deagglomerated dan dimodifikasi (misalnya didoping / difungsikan untuk aplikasi katalitik).

    Kiri: REM-gambar butiran silika beku semprot sebelum deagglomeration ultrasonik
    Kanan: TEM-gambar fragmen silika ultrasonically tersebar
    Studi dan gambar: Pohl dan Schubert, 2004)

    Disperser ultrasonik berkinerja tinggi untuk formulasi silika berkualitas tinggi

    Hielscher Ultrasonics adalah bisnis milik keluarga Jerman yang mengkhususkan diri dalam pengembangan, pembuatan dan penyediaan homogenizers ultrasound berkinerja tinggi untuk pengobatan cairan, suspensi dan pasta padat. Hielscher ultrasonik homogenizers andal proses silika bubur dan nano-suspensi lainnya untuk mendapatkan spesifikasi yang diinginkan. Bahkan formulasi produk yang sangat sensitif, abrasif, atau sangat kental dapat secara efisien tersebar dan deagglomeration menggunakan ultrasonikasi. Ultrasonikator canggih kami sangat serbaguna dan menawarkan kemungkinan perawatan batch dan inline yang canggih. Standar kualitas tinggi yang andal dan hasil yang dapat direproduksi adalah fitur utama dari dispersi silika ultrasonik.
    Ultrasonikator kelas industri canggih Hielscher memiliki menu yang cerdas dan ramah pengguna, pengaturan yang dapat diprogram, protokol data otomatis pada kartu SD terintegrasi, remote control browser, dan ketahanan tinggi.
    Amplitudo adalah parameter yang paling berpengaruh ketika datang ke pemrosesan ultrasonik. Amplitudo mengacu pada perpindahan maksimum atau gerakan puncak-ke-puncak dari gelombang ultrasonik. Untuk dispersi ultrasonik, deagglomeration, dan penggilingan basah sering amplitudo tinggi diperlukan untuk menerapkan energi yang cukup untuk pengurangan ukuran partikel. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus dijalankan dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia.
    Dari R kecil dan menengah&D dan pilot ultrasonicators untuk sistem industri untuk pembuatan silika komersial dalam mode kontinu, Hielscher Ultrasonics memiliki prosesor ultrasonik yang tepat untuk memenuhi kebutuhan Anda untuk pemrosesan silika yang unggul.

    Mengapa Hielscher Ultrasonics?

    • efisiensi yang sangat tinggi
    • Teknologi mutakhir
    • handal & sangat kuat
    • Kontrol proses yang dapat disesuaikan dan akurat
    • setumpuk & inline
    • untuk volume apa pun
    • perangkat lunak cerdas
    • Fitur pintar (misalnya, dapat diprogram, protokol data, remote control)
    • Mudah dan aman untuk beroperasi
    • biaya pemeliharaan yang rendah
    • CIP (bersih-di-tempat)

    Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman

    Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas tertinggi dan standar desainnya. Kekokohan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi yang lancar dari ultrasonicators kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh ultrasonicators Hielscher.

    Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan menempatkan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.

    Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

    Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
    0.5 untuk 1.5mL n.a. VialTweeter
    1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
    10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
    0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
    10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
    15 hingga 150L 3 hingga 15L / menit UIP6000hdT
    n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
    n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

    Hubungi Kami! / Tanya Kami!

    Meminta informasi lebih lanjut

    Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang homogenizers ultrasonik dan penyebar, aplikasi terkait silika dan harga. Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses dispersi silika Anda dengan Anda dan menawarkan disperser ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









    Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


    Deagglomeration ultrasonik dengan UP400S menghasilkan nanosilika yang tersebar secara efisien.

    ultrasonicator UP400S untuk deagglomeration nanosilica.
    Studi dan grafik: Vikash, 2020.



    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

    Homogenizers geser tinggi ultrasonik digunakan di laboratorium, bangku-top, pilot dan pengolahan industri.

    Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.


    Ultrasonik kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

    Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.


    Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses Anda.

    Mari kita hubungi.