Silīcija dioksīdu, kas pazīstams arī kā SiO2, nano-silīcija dioksīds vai mikrosilīcija dioksīds, izmanto zobu pastā, cementā, sintētiskajā kaučukā, augstas veiktspējas polimērā vai pārtikas produktos kā biezinātāju, adsorbentu, pretsalipes līdzekli vai smaržvielu un garšu nesēju. Zemāk jūs uzzināsiet vairāk par nanosilica un microsilica izmantošanu un to, kā ultraskaņas sonomehāniskā iedarbība var uzlabot procesa efektivitāti un galaprodukta veiktspēju, padarot labākas silīcija dioksīda suspensijas un veicinot silīcija dioksīda nanodaļiņu sintēzi.

Nano silīcija dioksīda ultraskaņas dispersijas priekšrocības (SiO2)

Silīcija dioksīds ir pieejams dažādās hidrofīlas un hidrofobās formās, un tam ir ļoti smalks daļiņu izmērs no dažiem mikrometriem līdz dažiem nanometriem. Parasti silīcija dioksīds nav labi izkliedēts pēc mitrēšanas. Tas arī pievienot daudz mikroburbuļu uz produkta formulējumu. Ultrasonication ir efektīva procesa tehnoloģija, lai izkliedētu mikrosilīcisko un nano-silīcija dioksīdu un noņemtu izšķīdušo gāzi un mikroblīves no formulējuma.

Ultraskaņas dispersija ir tehnika, kas izmanto augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņas viļņus, lai izkliedētu un deaglomerētu daļiņas šķidrā vidē. Runājot par silīcija dioksīda un nano-silīcija dioksīda dispersiju, ultraskaņas dispersija piedāvā vairākas priekšrocības:
 

Silīcija dioksīda daļiņu izmēra nozīme

Daudziem nano izmēra vai mikro izmēra silīcija dioksīda lietojumiem ļoti svarīga ir laba un vienmērīga dispersija. Bieži vien ir nepieciešama monodisperģējoša silīcija dioksīda suspensija, piemēram, daļiņu izmēra mērīšanai. Jo īpaši izmantošanai tintēs vai pārklājumos un polimēros, lai uzlabotu izturību pret skrāpējumiem, silīcija dioksīda daļiņām jābūt pietiekami mazām, lai netraucētu redzamo gaismu, lai izvairītos no dūmakas un saglabātu pārredzamību. Vairumam pārklājumu silīcija dioksīda daļiņas jābūt mazākai par 40nm, lai izpildītu šo prasību. Citiem lietojumiem silīcija dioksīda daļiņu aglomerācija traucē katrai atsevišķai silīcija dioksīda daļiņai mijiedarboties ar apkārtējo vidi.
Ultraskaņas homogenizatori ir efektīvāki disperģējošajā silīcija dioksīdā nekā citas augstas bīdes sajaukšanas metodes, piemēram, rotācijas maisītāji vai tvertnes maisītāji. Attēlā redzams tipisks rezultāts fumed silīcija dioksīda ultraskaņas izkliedēšanai ūdenī.

Fumed silīcija dioksīda ultraskaņas dispersija ūdenī

Pārstrādes efektivitāti silīcija dioksīda lieluma samazināšana

Nano-silīcija dioksīda ultraskaņas dispersija ir pārāka par citām augstas bīdes sajaukšanas metodēm, piemēram, IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics ražo mazāka silīcija dioksīda daļiņu izmēra suspensijas, un ultrasonication ir energoefektīvāka tehnoloģija. Pohl un Schubert salīdzināja Aerosil 90 (2% wt) daļiņu izmēra samazinājumu ūdenī, izmantojot Ultra-Turrax (rotora-statora sistēmu) ar Hielscher UIP1000hd (1kW ultraskaņas ierīce) daļiņu izmēru samazinājumu. Attēlā redzami ultraskaņas procesa superior rezultāti. Kā rezultātā viņa pētījuma Pohl secināja, ka "pie pastāvīgas īpašas enerģijas EV ultraskaņas ir efektīvāka nekā rotora-stator-sistēmu." Energoefektivitātes un silīcija dioksīda daļiņu izmēra viendabīgums ir ārkārtīgi svarīgs ražošanas procesos, kur ražošanas izmaksas, procesa jauda un produktu kvalitāte ir svarīga.

Ultrasonics vs. Ultra-turrax silīcija dioksīda dispersijai

Zemāk redzamie attēli parāda rezultātus, ko Pohl ieguva, apstrādājot ultraskaņas aerosola saldētas žāvētas silīcija dioksīda granulas.

No kreisās: REM-attēli no aerosola sasaldēt silīcija dioksīda granulas pirms ultraskaņas deagglomerācijas
Pa labi: ultrasoniski izkliedētu silīcija dioksīda fragmentu TEM attēli
Pētījums un attēli: Pohl un Schubert, 2004)

Augstas veiktspējas ultraskaņas disperģētāji augstas kvalitātes silīcija dioksīda preparātiem

Hielscher Ultrasonics ir vācu ģimenes uzņēmums, kas specializējas augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatoru izstrādē, ražošanā un piegādē šķidrumu, cietās slodzes suspensiju un pastas apstrādei. Hielscher ultraskaņas homogenizatori droši apstrādā silīcija dioksīda vircas un citus nano-supensions, lai iegūtu vēlamo specifikāciju. Pat produktu preparātus, kas ir ļoti jutīgi, abrazīvi vai ļoti viskozi, var efektīvi izkliedēt un deagglomerāciju, izmantojot ultrasonication. Mūsu uzlabotie ultrasonatori ir ļoti daudzpusīgi un piedāvā sarežģītas partijas un inline ārstēšanas iespējas. Uzticami augsti kvalitātes standarti un reproducējami rezultāti ir ultraskaņas silīcija dioksīda dispersijas galvenās iezīmes.
Hielscher vismodernākajiem rūpnieciskās klases ultrasonatoriem ir gudra un lietotājam draudzīga izvēlne, programmējami iestatījumi, automātiska datu protokolēšana integrētā SD kartē, pārlūka tālvadības pults un augsta izturība.
Amplitūda ir visietekmīgākais parametrs, kad runa ir par ultraskaņas apstrādi. Amplitūda attiecas uz ultraskaņas viļņa maksimālo pārvietošanos vai kustību no maksimuma līdz maksimumam. Ultraskaņas dispersijai, deagglomerācijai un mitrai frēzēšanai bieži ir nepieciešamas augstas amplitūdas, lai piemērotu pietiekamu enerģiju daļiņu izmēra samazināšanai. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ārkārtīgi augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.
No maziem un vidējiem R&D un izmēģinājuma ultrasonikatori rūpnieciskām sistēmām komerciālai silīcija dioksīda ražošanai nepārtrauktā režīmā, Hielscher Ultrasonics ir pareizais ultraskaņas procesors, lai segtu jūsu prasības attiecībā uz izcilu silīcija dioksīda apstrādi.

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte Ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Izturība un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori ir saderīgi ar CE un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

Kas ir silīcija dioksīds (SiO2, silīcija dioksīds)?

Silīcija dioksīds ir ķīmisks savienojums, kas sastāv no silīcija un skābekļa ar ķīmisko formulu SiO2 vai silīcija dioksīdu. Ir daudz dažādu veidu silīcija dioksīda, piemēram, kausēta kvarca, kūpināts silīcija dioksīds, silikagēls un aerogels. Silīcija dioksīds pastāv kā vairāku minerālvielu un sintētiska produkta savienojums. Silīcija dioksīds ir visbiežāk sastopams dabā kā kvarcs un dažādos dzīvos organismos. Silīcija dioksīdu iegūst, ķemmu un kvarca attīrīšanu. Trīs galvenie amorfā silīcija dioksīda veidi ir pirogēnais silīcija dioksīds, nogulsnēts silīcija dioksīds un silikagels.

Kūpēja silīcija dioksīds/pirogēnais silīcija dioksīds

Silīcija tetrahlorīda (SiCl4) dedzināšana ar skābekli bagātā ūdeņraža liesmā rada SiO2 dūmus – kūpināts silīcija dioksīds. Alternatīvi, iztvaikošanas kvarca smiltis 3000 ° C elektriskā loka, rada kūpināts silīcija dioksīds, too. Abos procesos, rezultātā mikroskopisko pilienu amorfs silīcija drošinātāju sazarotu, chainlike, trīsdimensiju sekundārās daļiņas. Šīs sekundārās daļiņas pēc tam aglomerāts baltā pulverī ar ļoti zemu tilpuma blīvumu un ļoti augstu virsmas laukumu. Pirmā porainā kūstētā silīcija dioksīda primārais daļiņu lielums ir no 5 līdz 50 nm. Kūpējas silīcija dioksīds ir ļoti spēcīga sabiezējumā iedarbība. Tādējādi kūpināto silīcija dioksīdu izmanto kā pildvielu silikona elastomēra un viskozitātes korekciju krāsās, pārklājumos, adhezīvos, tipogrāfijas krāsās vai nepiesātinātos poliestera sveķos. Kūpināts silīcija dioksīdu var apstrādāt, lai padarītu to hidrofobu vai hidrofīlo vai ūdens lietošanai. Hidrofobs silīcija dioksīds ir efektīvs defoamais komponents (pretputošanas līdzeklis).
Noklikšķiniet šeit, lai lasītu par ultraskaņas degazēšanu un defoamingu.
Izpūstais silīcija dioksīda CAS numurs 112945-52-5

Silīcija dioksīds / Microsilica

Silīcija dioksīds ir ļoti smalks, nano izmēra pulveris pazīstams arī kā mikrosilīksmis. Silīcija dioksīds nedrīkst jaukt ar kūpināts silīcija dioksīdu. Ražošanas process, daļiņu morfoloģija un silīcija dioksīda dūmu pietuvēšanas jomas atšķiras no kūpinātā silīcija dioksīda ražošanas procesa. Silīcija dioksīda izgarojums ir SiO2 amorfs, nekristālisks polimorfs. Silīcija dioksīda izgarojumu veido sfēriskas daļiņas ar vidējo daļiņu diametru 150 nm. Visredzamākais pielietojums silīcija dioksīda izgarojumu ir pozzolanic materiāls augstas veiktspējas betona. Tas tiek pievienots Portland cementa betons, lai uzlabotu betona īpašības, piemēram, spiedes izturību, obligāciju izturību un nodiluma pretestību. Bez tam, silīcija dioksīda izgarojumi samazina caurlaidību betona hlorīda joniem. Tas aizsargā dzelzs stiegrojuma tēraudu no korozijas.
Lai uzzinātu vairāk par cementa un silīcija dioksīda dūma ultraskaņas sajaukšanu, lūdzu, noklikšķiniet šeit!
Silīcija dioksīda izgarojumu CAS numurs: 69012-64-2, Silīcija dioksīda dūmu EINECS numurs: 273-761-1

Nogulsnēts silīcija dioksīds

Nogulsnēts silīcija dioksīds ir siO2 balta, pulverveida sintētiska amorfa forma. Nogulsnēto silīcija dioksīdu izmanto kā pildvielu, mīkstinātāju vai veiktspējas uzlabošanu plastmasā vai gumijā, piemēram, riepās. Citi izmantošanas līdzekļi ietver tīrīšanu, sabiezēšanu vai pulēšanas līdzekli zobu pastas.
Lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas sajaukšanu zobu pastas ražošanā, lūdzu, noklikšķiniet šeit!
Fumed silīcija dioksīda primāro daļiņu diametrs ir no 5 līdz 100 nm, bet aglomerāta izmērs ir līdz 40 μm ar vidējo poru izmēru, kas lielāks par 30 nm. Tāpat kā pirogēnais silīcija dioksīds, nogulsnētais silīcija dioksīds būtībā nav mikroporu.
Izpludināto silīcija dioksīdu iegūst, izgulsnējot no šķīduma, kas satur silikāta sāļus. Pēc neitrāla silikāta šķīduma reakcijas ar minerālskābi sērskābes un nātrija silikāta šķīdumi tiek pievienoti vienlaikus ar uzbudinājumu, piemēram, ultraskaņas uzbudinājumu, ūdenim. Silīcija dioksīda nogulsnes skābos apstākļos. Bez faktoriem, piemēram, nokrišņu ilgumu, papildinājumu ātrumu reaģētājiem, temperatūru un koncentrāciju, un pH, metode un intensitāte maisīšanas var mainīt īpašības silīcija dioksīda. Sonomehāniskā uzbudinājums ultraskaņas reaktora kamerā ir efektīva metode, lai radītu konsekventu un vienādu daļiņu izmēru. Ultraskaņas uzbudinājums paaugstinātā temperatūrā novērš gela posma veidošanos.
Lai iegūtu vairāk informācijas par nanomateriālu ultraskaņas nogulsnēšanos, piemēram, nogulsnētu silīcija dioksīdu, lūdzu, noklikšķiniet šeit!
Nogulsnēts silīcija dioksīda CAS numurs: 7631-86-9

Koloidālais silīcija dioksīds / koloidālais silīcija dioksīds

Koloidālais silīcija dioksīds ir smalku, amorfu, galvenokārt sfērisku silīcija dioksīda daļiņu suspensija šķidrā fāzē.
Silīcija dioksīda koloīdu visbiežāk izmantotie līdzekļi ir drenāžas palīglīdzeklis papīra ražošanai, abrazīvie silīcija vavu pulēšanai, katalizators ķīmiskajos procesos, mitruma absorbents, piedeva nodilumam izturīgiem pārklājumiem vai virsmaktīvāka viela flokulācijai, koagulācijai, izkliedēšanai vai stabilizēšanai.
Lai uzzinātu vairāk par koloidālo silīcija dioksīdu nodiluma izturīgos polimēru pārklājumos, lūdzu, klikšķiniet šeit!

Koloidālā silīcija dioksīda ražošana ir daudzpakāpju process. Sārmu silikāta šķīduma daļēja neitralizācija izraisa silīcija dioksīda kodolu veidošanos. Koloidālo silīcija dioksīda daļiņu apakšvienības parasti ir diapazonā no 1 līdz 5 nm. Atkarībā no polimerizācijas apstākļiem šīs apakšvienības var savienot kopā. Samazinot pH zem 7 vai pievienojot sāli vienības mēdz drošināt kopā ķēdēs, ko bieži sauc par silikagēliem. Pretējā gadījumā apakšvienības paliek atdalītas un pakāpeniski aug. Iegūtos produktus bieži sauc par silīcija dioksīda sols vai nogulsnētu silīcija dioksīdu. Koloidālo silīcija dioksīda suspensiju stabilizē ar pH korekciju un pēc tam koncentrē, piemēram, iztvaicējot.
Lai uzzinātu vairāk par sonomehānisko ietekmi sol-gel procesos, lūdzu, klikšķiniet šeit!

Silīcija dioksīda veselības apdraudējums

Sausais vai gaisā kristālisks silikona dioksīds ir cilvēka plaušu kancerogēns, kas var izraisīt nopietnu plaušu slimību, plaušu vēzi vai sistēmiskas autoimūnas slimības. Kad silīcija dioksīda putekļi tiek ieelpoti un nonāk plaušās, tas izraisa rētaudu veidošanos un samazina plaušu spēju uzņemt skābekli (Silicosis). SiO2 mitrināšana un dispersija šķidrā fāzē, piemēram, ar ultraskaņas homogenizāciju, novērš inhalācijas risku. Tādēļ šķidrums produkts, kas satur SiO2, var izraisīt Silicosis, ir ļoti zems. Lūdzu, izmantojiet piemērotus individuālās aizsardzības līdzekļus, ja rokturis silīcija dioksīdu sausā pulvera veidā!

Literatūra