სილიციუმი, ასევე ცნობილი როგორც SiO2, ნანო-სილიციუმი ან მიკროსილიკა, გამოიყენება კბილის პასტაში, ცემენტში, სინთეზური რეზინის, მაღალხარისხიანი პოლიმერის ან საკვებ პროდუქტებში, როგორც გასქელებელი, ადსორბენტი, ანტიკეკირებადი საშუალება ან სუნამოების და არომატის შემცველი საშუალება. ქვემოთ თქვენ შეიტყობთ უფროსს ნანოსილიკისა და მიკროსილიკის გამოყენების შესახებ და როგორ ულტრაბგერითი საშუალებების სომექანიკურ ეფექტს შეუძლია გააუმჯობესოს პროცესის ეფექტურობა და საბოლოო პროდუქტის მუშაობის გაუმჯობესება სილიციუმის სუსპენზიის უკეთ ან სილიციუმის ნანონაწილაკების გაუმჯობესებული სინთეზის გამოყენებით.

სილიციუმის დისპერსია / სილიციუმის სუსპენზია / ნანო სილიკა (SiO2)

სილიციუმი ხელმისაწვდომია ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ფორმების ფართო სპექტრში და აქვს ძალიან წვრილი ნაწილაკების ზომა რამდენიმე მიკრომეტრიდან ზოგიერთ ნანოტრამდე. როგორც წესი, სილიციუმი კარგად არ არის დაშლილი დასველების შემდეგ. ეს ასევე დაამატებს უამრავ მიკრობულ ბუშტს პროდუქტის ფორმულირებას. ულტრასონიკაცია არის ეფექტური პროცესის ტექნოლოგია მიკროსილიციუმისა და ნანოსილიციუმის დასაშლელად და გახსნილი გაზისა და მიკრო ბუშტების ფორმულირებიდან მოსაცილებლად.

ნანო ზომის ან მიკრო ზომის სილიციუმის მრავალი გამოყენებისათვის კარგი და ერთგვაროვანი დისპერსია ძალიან მნიშვნელოვანია. ხშირად საჭიროა მონო დისპერსიული სილიციუმის სუსპენზია, მაგალითად ნაწილაკების ზომის გაზომვისთვის. ნაკაწრების წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად მელანებში ან საფარებსა და პოლიმერებში გამოსაყენებლად, სილიციუმის ნაწილაკები საკმარისად მცირეა, რომ ხელი არ შეეშვას ხილულ სინათლეს, რომ არ გაჩერდეს დაბინძურება და გამჭვირვალობა შენარჩუნდეს. ყველაზე მეტი საფარისთვის სილიციუმის ნაწილაკები უნდა იყოს 40 ნმ-ზე ნაკლები, ამ მოთხოვნის შესასრულებლად. სხვა გამოყენებისათვის, სილიციუმის ნაწილაკების აგლომერაცია ხელს უშლის თითოეულ ინდივიდუალურ სილიციუმის ნაწილაკს ურთიერთქმედებას მიმდებარე საშუალებებთან.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები უფრო ეფექტურია სილიციუმის დაშლისას, ვიდრე სხვა მაღალი ბზარიანი შერევის მეთოდები, როგორიცაა მბრუნავი მიქსერები ან ავზის აგიტატორები. ქვემოთ მოცემული სურათი გვიჩვენებს წყალში გაჟღენთილი სილიციუმის ულტრაბგერითი დარბაზის ტიპურ შედეგს.

გაჟღენთილი სილიციუმის ულტრაბგერითი დისპერსია წყალში

ეფექტურობის დამუშავება სილიკის ზომის შემცირებაში

ნანო-სილიციუმის ულტრაბგერითი დისპერსია უპირატესობას ანიჭებს მაღალი ბზარიანი შერევის სხვა მეთოდებს, როგორიცაა IKA Ultra-Turrax. ულტრასონიკა წარმოქმნის სილიციუმის ნაწილაკების მცირე ზომის სუსპენზიებს და ულტრაბგერითი ენერგია უფრო ენერგოეფექტური ტექნოლოგიაა. პოლმა და შუბერტმა შეადარეს წყალში Aerosil 90 (2% ვტ) ნაწილაკების ზომის შემცირება Ultra-Turrax- ის (როტორ-სტატორის სისტემის) გამოყენებით Hielscher UIP1000hd (1 კვტ ულტრაბგერითი მოწყობილობის) გამოყენებით. ქვემოთ მოცემული გრაფიკა გვიჩვენებს ულტრაბგერითი პროცესის უპირატეს შედეგებს. მისი შესწავლის შედეგად პოლმა დაასკვნა, რომ ”მუდმივი სპეციფიკური ენერგიის დროს ექოსკოპია უფრო ეფექტურია, ვიდრე როტორ-სტატორის სისტემა”. ენერგოეფექტურობის და სილიციუმის ნაწილაკების ზომის ერთგვაროვნებას უდიდესი მნიშვნელობა აქვს წარმოების პროცესებში, სადაც წარმოების ღირებულება, პროცესის ტევადობა და პროდუქტის ხარისხი მნიშვნელოვანია.

ულტრაბგერითი და ულტრა-ტურაქსი სილიციუმის დისპერსიისთვის

ქვემოთ მოყვანილი ნახატები აჩვენებს შედეგებს, რომლებიც პოლმა მიიღო სილიციუმის სპრეის გაყინვის გრანულების გაჟონვით. (დააჭირეთ სურათებს გასადიდებლად!)

(მარცხენა: სანამ sonication, უფლება: შემდეგ sonication)

რა არის სილიციუმი (SiO2, სილიციუმის დიოქსიდი)?

სილიკა არის ქიმიური ნაერთი, რომელიც შედგება სილიციუმისა და ჟანგბადისგან, ქიმიური ფორმულა SiO2, ან სილიციუმის დიოქსიდი. არსებობს სილიციუმის მრავალი სხვადასხვა ფორმა, როგორიცაა მდნარი კვარცი, გაჟღენთილი სილიციუმი, სილიციუმის გელი და აეროგელები. სილიციუმი არსებობს, როგორც რამდენიმე მინერალის შემადგენლობა და სინთეზური პროდუქტი. სილიციუმი ყველაზე ხშირად ბუნებაში გვხვდება როგორც კვარცი და სხვადასხვა ცოცხალი ორგანიზმები. სილიციუმის დიოქსიდი მიიღება კვარცის მოპოვებისა და გაწმენდის შედეგად. ამორფული სილიციუმის სამი ძირითადი ფორმაა პიროგენული სილიციუმი, დალექილი სილიციუმი და სილიციუმის გელი.

გაჟღენთილი სილიციუმი / პიროგენული სილიციუმი

იწვის სილიციუმის ტეტრაქლორიდი (SiCl4) ჟანგბადით მდიდარი წყალბადის ცეცხლში წარმოქმნის SiO2- ის კვამლს – გაჟღენთილი სილიციუმი. გარდა ამისა, კვარცის ქვიშა ორთქლდება 3000 ° C ელექტრულ რკალში, ასევე წარმოქმნის გაჟღენთილ სილიციუმს. ორივე პროცესში, ამორფული სილიციუმის შედეგად წარმოქმნილი მიკროსკოპული წვეთები იშლება განშტოებულ, ჯაჭვის მსგავსი, სამგანზომილებიანი მეორად ნაწილაკებად. შემდეგ ეს მეორადი ნაწილაკები აგლომერატად იქცევიან თეთრ ფხვნილად, ძალზე დაბალი ნაყარი სიმკვრივით და ძალიან მაღალი ზედაპირის ფართობით. არაპოროზული გაჟღენთილი სილიციუმის ნაწილაკების ძირითადი ზომაა 5 – დან 50 ნმ – მდე. გაჟღენთილ სილიციუმს აქვს ძალიან ძლიერი გასქელება. ამრიგად, გაჟღენთილი სილიციუმი გამოიყენება სილიკონის ელასტომერის შემავსებლად და საღებავების, საიზოლაციო, ადჰეზივების, საბეჭდი მელნების ან უჯერი პოლიესტერული ფისების სიბლანტის რეგულირებისთვის. გაჟღენთილი სილიციუმის დამუშავება შესაძლებელია, რათა ის გახდეს ჰიდროფობიური ან ჰიდროფილური, როგორც ორგანული სითხის, ასევე წყალხსნარისთვის. ჰიდროფობიური სილიციუმი არის ეფექტური დეფომერული კომპონენტი (ქაფის საწინააღმდეგო საშუალება).
დააჭირეთ აქ, რომ გაეცნოთ ულტრაბგერითი დეგაზირების და ქაფის ამოღებას.
Fume Silica CAS ნომერი 112945-52-5

სილიციუმის ფუმი / მიკროლიკა

სილიციუმის ნაკელი არის ულტრა წვრილი, ნანო ზომის ფხვნილი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც მიკროსილიკა. სილიციუმის აპარატს არ უნდა აურიოთ გაჟღენთილი სილიციუმი. წარმოების პროცესი, ნაწილაკების მორფოლოგია და სილიციუმის აპარატის გამოყენების სფეროები განსხვავდება გაჟღენთილი სილიციუმისგან. სილიციუმის ორთქლი არის ამორფული, არაკრისტალური, პოლიმორფული ფორმა SiO2. სილიციუმის ნაკელი შედგება სფერული ნაწილაკებისგან, რომელთა ნაწილაკების საშუალო დიამეტრია 150 ნმ. სილიციუმის ნაკელის ყველაზე ცნობილი გამოყენება არის პოზოლანური მასალა მაღალი ხარისხის ბეტონისთვის. იგი ემატება პორტლანდცემენტის ბეტონს ბეტონის თვისებების გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა შეკუმშვის სიძლიერე, ბმის სიძლიერე და აბრაზიას წინააღმდეგობა. ამის მიღმა, სილიციუმის ორთქლი ამცირებს ბეტონის გამტარობას ქლორიდის იონების მიმართ. ეს იცავს ბეტონის გამაძლიერებელ ფოლადს კოროზიისგან.
ცემენტისა და სილიციუმის ნაკადის ულტრაბგერითი შერევის შესახებ რომ შეიტყოთ, დააწკაპუნეთ აქ!
Silica Fume CAS ნომერი: 69012-64-2, Silica Fume EINECS ნომერი: 273-761-1

ნალექიანი სილიციუმი

ნალექიანი სილიციუმი არის SiO2- ის თეთრი ფხვნილის სინთეზური ამორფული ფორმა. ნალექიანი სილიციუმი გამოიყენება პლასტმასის ან რეზინის შემავსებლის, დამარბილებლის ან მუშაობის გაუმჯობესების მიზნით, მაგ., საბურავებში. სხვა გამოყენებებში შედის საწმენდი, გასქელება ან გასაპრიალებელი საშუალება კბილის პასტებში.
იმისათვის, რომ შეიტყოთ მეტი ულტრაბგერითი შერევის შესახებ კბილის პასტის წარმოებაში, დააჭირეთ აქ!
გაჟღენთილი სილიციუმის პირველადი ნაწილაკების დიამეტრია 5-დან 100 ნმ-მდე, ხოლო აგლომერატის ზომა 40 მკმ-მდეა, ფორების საშუალო ზომა 30 ნმ-ზე მეტია. პიროგენული სილიციუმის მსგავსად, დალექილი სილიციუმი არსებითად არ არის მიკროპოროვანი.
გაჟღენთილი სილიციუმი წარმოიქმნება სილიციტის მარილების შემცველი ხსნარიდან ნალექების შედეგად. მინერალურ მჟავასთან ნეიტრალური სილიკატური ხსნარის რეაქციის შემდეგ წყალში გოგირდმჟავას და ნატრიუმის სილიკატის ხსნარებს ემატება აჟიოტაჟი, მაგალითად ულტრაბგერითი აჟიოტაჟი. სილიციუმი მჟავე პირობებში ილექება. გარდა ფაქტორებისა, როგორიცაა ნალექების ხანგრძლივობა, რეაქტიული ნივთიერებების დამატების სიჩქარე, ტემპერატურა და კონცენტრაცია და pH, აგზნების მეთოდმა და ინტენსივობამ შეიძლება შეცვალოს სილიციუმის თვისებები. ულტრაბგერითი რეაქტორის კამერაში სონომექანიკური აგზნება ეფექტური მეთოდია მყარი ნაწილაკების თანმიმდევრული და ერთგვაროვანი წარმოებისათვის. ულტრაბგერითი აგზნება მომატებულ ტემპერატურაზე თავიდან აცილებს გელის ეტაპის ფორმირებას.
ნანომასალების ულტრაბგერითი დახმარებით ნალექების, მაგალითად დალექილი სილიციუმის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის, გთხოვთ, დააწკაპუნოთ აქ!
ნალექიანი სილიციუმის CAS ნომერი: 7631-86-9

კოლოიდური სილიციუმი / სილიციუმის კოლოიდი

კოლოიდური სილიციუმი არის წვრილ არაპოროზული, ამორფული, ძირითადად სფერული სილიციუმის ნაწილაკების სუსპენზია თხევად ფაზაში.
სილიციუმის კოლოიდების ყველაზე გავრცელებული გამოყენებაა დრენაჟის დახმარება ქაღალდის დამზადებაში, აბრაზიული სილიციუმის ვაფლის გასაპრიალებლად, კატალიზატორი ქიმიურ პროცესებში, ტენიანობის შთამნთქმელი, დანამატი აბრაზიას, რეზისტენტული საიზოლაციო საშუალებებით, ან ზედაპირული აქტიური ნივთიერება ფლუქულაციის, შედედების, დაშლის ან სტაბილიზაციისთვის.
იმისათვის, რომ შეიტყოთ მეტი კოლოიდური სილიციუმის შესახებ, აბრაზიასადმი გამძლე პოლიმერულ საფარებში, დააწკაპუნეთ აქ!

კოლოიდური სილიციუმის წარმოება მრავალსაფეხურიანი პროცესია. ტუტე-სილიკატური ხსნარის ნაწილობრივი განეიტრალება იწვევს სილიციუმის ბირთვების წარმოქმნას. კოლოიდური სილიციუმის ნაწილაკების ქვედანაყოფები, ჩვეულებრივ, 1-დან 5 ნმ-მდეა. პოლიმერიზაციის პირობებიდან გამომდინარე, ეს ქვედანაყოფები შეიძლება გაერთიანდეს. PH– ის 7 – ზე დაბლა შემცირებით ან მარილის დამატებით ხდება ერთეულების შერწყმა ჯაჭვებში, რომლებსაც ხშირად სილიციუმის გელებს უწოდებენ. სხვაგვარად, ქვედანაყოფები გამოყოფილია და თანდათან იზრდება. მიღებულ პროდუქტებს ხშირად უწოდებენ სილიციუმის შემცველ ნივთიერებებს ან დალექილ სილიციუმს. კოლოიდური სილიციუმის სუსპენზია სტაბილიზირდება pH– ის რეგულირებით და შემდეგ კონცენტრირდება, მაგალითად, აორთქლების გზით.
სოლ-გელის პროცესებში სონომექანიკური ეფექტების შესახებ მეტი ინფორმაციის მისაღებად დააჭირეთ აქ!

სილიციუმის ჯანმრთელობის რისკი

მშრალი ან ჰაერზე კრისტალური სილიკონის დიოქსიდი არის ადამიანის ფილტვის კანცეროგენი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული ფილტვის დაავადება, ფილტვის კიბო ან სისტემური აუტოიმუნური დაავადებები. როდესაც სილიციუმის მტვერი შეისუნთქავენ და ფილტვებში მოხვდება, ეს იწვევს ნაწიბუროვანი ქსოვილის წარმოქმნას და ამცირებს ფილტვების ჟანგბადის მიღების შესაძლებლობას (სილიკოზი). SiO2– ის დასველება და დისპერსია თხევად ფაზაში, მაგ. ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაციით, გამორიცხავს ინჰალაციის რისკს. ამიტომ თხევადი პროდუქტის რისკი, რომელიც შეიცავს SiO2– ს, იწვევს სილიციზს, ძალიან დაბალია. გთხოვთ გამოიყენოთ პირადი დამცავი ხელსაწყოები, როდესაც სილიციუმს ამუშავებთ მშრალი ფხვნილის სახით!

ლიტერატურა