Ultrasonic Dispersioun vu Silica (SiO2)

Silica, och bekannt als SiO2, Nano-Silica oder Mikro-Silica gëtt a Zahnpasta, Zement, syntheteschen Gummi, High-Performance Polymer oder a Liewensmëttelprodukter als Verdickungsmëttel, Adsorbent, Anti-Kuchmëttel oder Carrier fir Doft a Goût benotzt. Hei ënnen léiert Dir méi iwwer d'Benotzunge vun Nanosilica a Microsilica a wéi d'sonomechanesch Effekter vun Ultrasonics d'Prozesseffizienz an d'Finale Produktleistung verbesseren andeems se besser Silica Suspensioune maachen an d'Synthese vun Silica Nanopartikel erliichteren.

Virdeeler vun der Ultrasonic Dispersioun vun Nano Silica (SiO2)

Silica ass an enger breet Palette vun hydrophilen an hydrophobe Formen verfügbar an huet eng extrem fein Partikelgréisst vun e puer Mikrometer bis op e puer Nanometer. Typesch Silica ass net gutt dispergéiert no Befeuchtung. Et füügt och vill Mikrobubbles un d'Produktformuléierung. Ultrasonication ass eng effektiv Prozesstechnologie fir Mikro-Silika an Nano-Silica ze verdeelen an opgeléist Gas a Mikro-Blasen aus der Formuléierung ze läschen.

Ultrasonic Dispersioun ass eng Technik déi héich-Intensitéit, niddereg-Frequenz Ultraschallwellen benotzt fir Partikelen an engem flëssege Medium ze verdeelen an ze deagglomeréieren. Wann et ëm d'Dispersioun vu Silica an Nano-Silica kënnt, bitt d'Ultraschalldispersioun verschidde Virdeeler:
 

D'Wichtegkeet vun der Partikelgréisst vu Silica

Fir vill Uwendungen vun Nano-Gréisst oder Mikro-Gréisst Silica ass eng gutt an eenheetlech Dispersioun ganz wichteg. Dacks ass eng mono-disperse Silikasuspension néideg, zB fir Partikelgréisstmiessung. Besonnesch fir d'Benotzung an Tënten oder Beschichtungen a Polymere fir d'Kratzbeständegkeet ze verbesseren, mussen d'Silikapartikele kleng genuch sinn fir net mam sichtbare Liicht ze stéieren fir Niwwel ze vermeiden an Transparenz z'erhalen. Fir déi meescht Beschichtungen musse Silikapartikele méi kleng sinn wéi 40nm fir dës Ufuerderung ze erfëllen. Fir aner Uwendungen behënnert d'Agglomeratioun vu Silicapartikelen all eenzel Silicapartikel fir mat den Ëmgéigend Medien ze interagéieren.
Ultrasonic Homogenisatoren si méi effektiv an der Dispergéierung vu Silica wéi aner High-Shear Mëschungsmethoden, wéi Rotarymixer oder Tank-Agitatoren. D'Bild hei drënner weist en typescht Resultat vun der Ultraschallverdeelung vu fuméiertem Silica am Waasser.

Ultrasonic Dispersioun vu Fumed Silica am Waasser

Veraarbechtungseffizienz an der Silica Gréisst Reduktioun

Ultrasonic Dispersioun vun Nano-Silica ass superieur wéi aner High-Shear Mëschungsmethoden, wéi en IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics produzéiert Suspensioune vun enger méi klenger Silika Partikelgréisst an Ultrasonicatioun ass déi méi energieeffizient Technologie. Pohl a Schubert verglach d'Partikelgréisstreduktioun vum Aerosil 90 (2% wt) am Waasser mat engem Ultra-Turrax (Rotor-Stator-System) mat deem vun engem Hielscher UIP1000hd (1kW Ultraschallapparat). D'Grafik hei ënnen weist déi super Resultater vum Ultraschallprozess. Als Resultat vu senger Studie huet de Pohl ofgeschloss, datt "Bei konstante spezifescher Energie EV Ultraschall méi effektiv ass wéi de Rotor-Stator-System." Energieeffizienz a Silica-Partikelgréisst Uniformitéit si vu gréisster Wichtegkeet bei Produktiounsprozesser, wou Fabrikatiounskäschte, Prozesskapazitéit a Produktqualitéit wichteg sinn.

Ultrasonics vs Ultra-Turrax fir Silica Dispersioun

D'Biller hei drënner weisen d'Resultater, déi de Pohl kritt huet duerch sonicating Spray gefruer-gedréchent Silica granules.

Lénks: REM-Biller vu Sprayfrost Silica Granules virun Ultraschall Deagglomeratioun
Riets: TEM-Biller vun ultraschall verspreet Silica Fragmenter
Studie a Biller: Pohl et Schubert, 2004)

High-Performance Ultrasonic Dispersers fir High-Quality Silica Formuléierungen

Hielscher Ultrasonics ass en däitsche Familljebetrib spezialiséiert op d'Entwécklung, d'Fabrikatioun an d'Versuergung vun héich performante Ultraschallhomogenisatoren fir d'Behandlung vu Flëssegkeeten, fest geluede Suspensioune a Paste. Hielscher Ultraschallhomogenisatoren veraarbecht zuverlässeg Silika-Schläim an aner Nano-Suspensionen fir all gewënschte Spezifizéierung ze kréien. Och Produktformuléierungen déi héich empfindlech, abrasiv oder héichviskos sinn kënnen effizient dispergéiert an Deagglomeratioun mat Ultraschall benotzen. Eis fortgeschratt Ultraschaller sinn extrem versatile a bidden sophistikéiert Batch- an Inline Behandlungsméiglechkeeten. Zuverlässeg héich Qualitéitsnormen a reproduzéierbar Resultater si Schlësselmerkmale vun der Ultraschall-Silikadispersioun.
Hielscher state-of-the-art industriell-grad Ultrasonicatoren hunn e Smart a userfrëndlecht Menü, programméierbar Astellungen, automatesch Dateprotokolléierung op enger integréierter SD-Kaart, Browser Fernbedienung an héich Robustheet.
D'Amplitude ass den Aflossparameter wann et ëm Ultraschallveraarbechtung kënnt. Amplitude bezitt sech op déi maximal Verschiebung oder Peak-to-Peak Bewegung vun enger Ultraschallwelle. Fir Ultraschalldispersioun, Deagglomeratioun a Naassfräsen sinn dacks héich Amplituden erfuerderlech fir genuch Energie fir d'Reduktioun vun der Partikelgréisst z'applizéieren. Hielscher industriell Ultraschallprozessoren kënnen aussergewéinlech héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar.
Vu kleng a mëttelgrouss R&D a Pilot Ultrasonicatoren zu industrielle Systemer fir kommerziell Silica-Fabrikatioun am kontinuéierleche Modus, Hielscher Ultrasonics huet de richtegen Ultraschallprozessor fir Är Ufuerderunge fir eng super Silicaveraarbechtung ze decken.

Design, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit Made in Germany

Hielscher Ultraschaller si bekannt fir hir héchst Qualitéit an Designnormen. Robustheet an einfach Operatioun erlaben déi glat Integratioun vun eisen Ultraschaller an industriellen Ariichtungen. Rau Konditiounen an erfuerderlech Ëmfeld ginn einfach vun Hielscher Ultraschaller gehandhabt.

Hielscher Ultrasonics ass eng ISO zertifizéiert Firma a setzt spezielle Wäert op High-Performance Ultrasonicatoren mat modernste Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Natierlech sinn Hielscher Ultraschaller CE konform an entspriechen d'Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.

D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:

Wat ass Silica (SiO2, Siliziumdioxid)?

Silica ass eng chemesch Verbindung aus Silizium a Sauerstoff mat der chemescher Formel SiO2, oder Siliziumdioxid. Et gi vill verschidde Forme vu Silica, wéi verschmolzene Quarz, fuméierte Silica, Silikagel, an Aerogels. Silica existéiert als Verbindung vu verschiddene Mineralstoffer an als synthetescht Produkt. Silica ass meeschtens an der Natur als Quarz a a verschiddene liewegen Organismen fonnt. Siliziumdioxid gëtt duerch Biergbau a Reinigung vu Quarz kritt. Déi dräi Haaptforme vun amorphem Silica si pyrogen Silica, ausgefällt Silica a Silicagel.

Fumed Silica / Pyrogenic Silica

Verbrenne Siliziumtetrachlorid (SiCl4) an enger sauerstoffräicher Waasserstoffflamme produzéiert en Damp vu SiO2 – gefëmmt Silica. Alternativ, verdampft Quarzsand an engem 3000 ° C elektresche Bogen, produzéiert och fuméiert Silika. A béide Prozesser fusionéieren déi resultéierend mikroskopesch Tropfen vun amorphem Silika zu verzweigten, kettenähnlechen, dreidimensionalen sekundäre Partikelen. Dës sekundär Partikel agglomeréieren dann zu engem wäisse Pudder mat extrem gerénger Bulkdicht a ganz héijer Uewerfläch. Primär Partikelgréisst vun der net-poröser fuméierter Silika ass tëscht 5 an 50 nm. Fumed Silica huet e ganz staarken Verdickungseffekt. Dofir gëtt fuméiert Silika als Filler am Silikon Elastomer a Viskositéit Upassung a Faarwen, Beschichtungen, Klebstoff, Drocktënten oder onsaturéierte Polyesterharzen benotzt. Fumed Silica kann behandelt ginn fir et hydrophob oder hydrophil ze maachen fir entweder organesch Flëssegkeet oder wässerlech Uwendungen. Hydrophobe Silica ass en effektiven Entschaumungskomponent (Anti-Schaummëttel).
Klickt hei, fir iwwer Ultraschall Entgasung an Entschaumung ze liesen.
Fumed Silica CAS Zuel 112945-52-5

Silica Damp / Microsilica

Silica Damp ass en ultrafeinen, Nano-Gréisst Pudder och bekannt als Mikro-Silika. Silica Damp ass net ze verwiessele mat fumed Silica. De Produktiounsprozess, d'Partikelmorphologie an d'Beräicher vun der Uwendung vu Silikadamp sinn all anescht wéi déi vu gefëmmtem Silika. Silica Damp ass eng amorph, net-kristallin, polymorph Form vu SiO2. Silicadamp besteet aus kugelfërmeg Partikelen mat engem duerchschnëttleche Partikelduerchmiesser vu 150 nm. Déi prominentst Uwendung vu Silikadamp ass als pozzolanescht Material fir High-Performance Beton. Et gëtt zu Portland Zementbeton bäigefüügt fir Betoneigenschaften ze verbesseren, wéi Kompressiounskraaft, Bindstäerkt a Abrasiounsbeständegkeet. Doriwwer eraus reduzéiert Silicadamp d'Permeabilitéit vu Beton op Chloridionen. Dëst schützt d'Verstäerkung vum Beton vu Korrosioun.
Fir méi iwwer Ultraschallmëschung vun Zement a Silikadamp ze léieren, klickt w.e.g. hei!
Silica Fume CAS Nummer: 69012-64-2, Silica Fume EINECS Nummer: 273-761-1

Ausgefällt Silica

Ausgefällt Silika ass wäiss puderesch synthetesch amorph Form vu SiO2. Ausgefällt Silika gëtt als Fëller, Erweicher oder Leeschtungsverbesserung a Plastik oder Gummi benotzt, zB Pneuen. Aner Uwendungen enthalen Botzen, Verdickung oder Poliermëttel an Zahnpasta.
Fir méi iwwer d'Ultraschallmëschung an der Zahnpasta-Fabrikatioun ze léieren, klickt w.e.g. hei!
Primär Partikele vu fuméiertem Silica hunn en Duerchmiesser vu tëscht 5 an 100 nm, während d'Agglomeratgréisst bis zu 40 µm ass mat der duerchschnëttlecher Poregréisst méi grouss wéi 30 nm. Wéi pyrogen Silica, ass ausgefällt Silica wesentlech net mikroporös.
Fumed Silica gëtt duerch Nidderschlag aus enger Léisung mat Silikatsalze produzéiert. No enger Reaktioun vun enger neutraler Silikatléisung mat enger Mineralsäure, ginn Schwefelsäure a Natriumsilikatléisungen gläichzäiteg mat Agitatioun, wéi Ultraschall-Agitatioun, op Waasser bäigefüügt. Silica fällt a sauer Bedéngungen aus. Nieft Faktoren, wéi d'Dauer vum Nidderschlag, d'Zousatzrate vun de Reaktanten, d'Temperatur an d'Konzentratioun, an de pH, kënnen d'Methode an d'Intensitéit vun der Agitatioun d'Eegeschafte vum Silica variéieren. Sonomechanisch Agitatioun an enger Ultraschallreaktorkammer ass eng effektiv Method fir eng konsequent an eenheetlech Partikelgréisst ze produzéieren. Ultraschall Agitatioun bei erhéigen Temperaturen vermeit d'Bildung vun enger Gelbühn.
Fir méi Informatioun iwwer ultraschall assistéiert Nidderschlag vun Nanomaterialien, wéi zB ausgefällt Silica, klickt w.e.g. hei!
Ausgefall Silica CAS Zuel: 7631-86-9

Colloidal Silica / Silica Colloid

Kolloidal Silika ass eng Suspension vu feinen netporösen, amorfen, meeschtens kugelfërmeg Silikapartikelen an enger flësseger Phase.
Déi heefegst Uwendunge vu Silikakolloiden sinn als Drainagehëllef bei der Papermaking, Schleifmëttel fir Siliziumwafer poléieren, Katalysator a chemesche Prozesser, Feuchtigkeit absorbéierend, Additiv zu abrasionsresistente Beschichtungen, oder Surfaktant fir Flocculatioun, Koagulatioun, Dispergéierung oder Stabiliséierung.
Fir méi iwwer kolloidal Silica an abrasion-resistente Polymerbeschichtungen ze léieren, klickt w.e.g. hei!

D'Produktioun vu kolloidalem Silika ass e Multi-Schrëtt Prozess. Partiell Neutraliséierung vun enger Alkali-Silikat-Léisung féiert zu der Bildung vu Silikakären. D'Ënnerunitéite vu kolloidale Silikapartikelen sinn typesch am Beräich tëscht 1 a 5 nm. Ofhängeg vun de Konditioune vun der Polymeriséierung kënnen dës Ënnerunitéite matenee verbonne sinn. Duerch d'Reduktioun vum pH ënner 7 oder duerch Zousatz vu Salz tendéieren d'Eenheeten zesummen a Ketten ze fusionéieren, déi dacks Silikagelen genannt ginn. Soss bleiwen d'Ënnerunitéiten getrennt a wuessen graduell. Déi resultéierend Produkter ginn dacks Silikasolen oder ausgefällt Silika genannt. Eng kolloidal Silikasuspension gëtt duerch pH Upassung stabiliséiert an dann konzentréiert, zB duerch Verdampfung.
Fir méi iwwer sonomechanesch Effekter a Sol-Gel Prozesser ze léieren, klickt w.e.g. hei!

Silica Gesondheetsrisiko

Dréchent oder loft kristallin Silikondioxid ass mënschlecht Lungekarzinogen deen eng sérieux Lungenerkrankung, Lungenkrebs oder systemesch Autoimmunerkrankungen verursaache kann. Wann Silica Stëbs inhaléiert an an d'Lunge erakënnt, verursaacht et d'Bildung vu Narbegewebe a reduzéiert d'Lungefäegkeet Sauerstoff opzehuelen (Silikose). Befeuchtung an Dispersioun vu SiO2 an eng flësseg Phase, zB duerch Ultraschallhomogeniséierung, eliminéiert de Risiko vun der Inhalatioun. Dofir ass de Risiko vun engem flëssege Produkt dat SiO2 enthält fir Silikose ze verursaachen ganz niddereg. Benotzt w.e.g. gëeegent perséinlecht Schutzausrüstung wann Dir Silika an dréchen Pulverform handhabt!

Literatur