Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Dispersione ultrasonica della silice (SiO2)

La silice viene utilizzata in vari settori industriali per la sua resistenza all'abrasione, l'isolamento elettrico e l'elevata stabilità termica. La dispersione ad ultrasuoni aiuta a sfruttare il potenziale della silice migliorando la qualità della dispersione.

Applicazioni della silice

Silice (SiO2) è un ceramica multifunzionale materiale che viene utilizzato in varie industrie per migliorare le superfici e le proprietà meccaniche dei diversi materiali. È usato come carica, additivo ad alte prestazioni, modificatore reologico o coadiuvante tecnologico in molte formulazioni di prodotto, come le vernici & rivestimenti, materie plastiche, gomma sintetica, adesivi, sigillanti o materiali isolanti. In particolare sono in corso di sviluppo i fumi di silice (biossido di silicio amorfo) o microsilice. aggiunto al calcestruzzo al fine di migliorare il livello di resistenza del calcestruzzo e durata. Il fumo di silice viene utilizzato anche nei calcestruzzi refrattari per ridurre la porosità e per aumentare la resistenza grazie ad un migliore imballaggio delle particelle.

Dispersione di silice

La silice è disponibile in una vasta gamma di idrofilo e idrofoba ed è tipicamente utilizzato in granulometria estremamente fine. Tipicamente la silice non è ben dispersa dopo la bagnatura. Aggiunge anche molte microbolle alla formulazione del prodotto.

Per la maggior parte delle applicazioni di silice, un buona ed uniforme dispersione e' importante. In particolare quando viene utilizzato in rivestimenti e vernici per migliorare la resistenza ai graffile particelle di silice devono essere sufficientemente piccole da non interferire con la luce visibile per evitare la nebbia e mantenere la trasparenza. Per la maggior parte dei rivestimenti la silice deve essere più piccola di 40 nm per soddisfare questo requisito. Per altre applicazioni, l'agglomerato di particelle impedisce ad ogni singola particella di silice di interagire con i fluidi circostanti.

L'elaborazione ad ultrasuoni mi è stata dimostrata più efficace nella dispersione della silice. di altri metodi di miscelazione ad alto taglio. La figura sottostante mostra un tipico risultato della dispersione ultrasonica di silice piumata in acqua. Le misure sono state ottenute utilizzando un Malvern Mastersizer 2000.

Distribuzione granulometrica della silice in soluzione acquosa prima e dopo l'ultrasonicazione

Iniziando (curva verde) ad una dimensione delle particelle dell'agglomerato di oltre 200 micron (D50) la maggior parte delle particelle sono state ridotte a meno di 200 nanometri. L'evidente coda a destra deriva dalla composizione del materiale (agglomerati e primarie più grandi). Mentre gli agglomerati si riducono facilmente, ci vuole più tempo per macinare le particelle primarie più grandi.

Efficienza di lavorazione nella riduzione delle dimensioni della silice

L'efficienza di lavorazione degli ultrasuoni nella dispersione della silice è stata confrontata con altri metodi di miscelazione ad alta cesoiatura, come un IKA Ultra-Turrax di Pohl e Schubert. Pohl ha confrontato la riduzione granulometrica di Aerosil 90 (2%wt) in acqua utilizzando un sistema Ultra-Turrax (rotore-statore-sistema) a varie impostazioni con quella di un UIP1000hd (dispositivo a ultrasuoni) in modo continuo. Il grafico sottostante mostra i risultati.

Confronto tra UltraTurrax e Ultrasuoni nella dispersione della silice in acqua

Come risultato del suo studio, Pohl ha concluso che “A costante specifico
energia EV l'ultrasuono è più efficace dell'ecografia
sistema rotore-statore-sistema
.”
e che “La frequenza di ultrasuoni applicata nell'intervallo da 20 kHz fino a 30 kHz non ha effetti di rilievo sulla qualità dell'immagine.
processo di dispersione.”

Le immagini qui sotto mostrano i risultati che Pohl ha ottenuto con liofilizzato a spruzzo sonicating spray freeze silice granuli di silice. (Clicca sulle immagini per ingrandimenti!)

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Si prega di utilizzare il modulo sottostante, se si desidera richiedere ulteriori informazioni sull'uso degli ultrasuoni nella dispersione della silice. Saremo lieti di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze.









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Letteratura

  • Markus Pohl, Helmar Schubert (2004): Dispersione e deagglomerazione di nanoparticelle in soluzioni acquose, 2004 Partec