Ultrasoon Versnelde Gips kristallisatie
- Ultrasone mengen en dispergeren versnelt de kristallisatie en hardingsreactie van gips (CaSO4· 2H2O).
- Van vermogen ultrageluid om de gipsslurry versnelt kristalliseren waardoor de uithardingstijd verminderd.
- Naast een snellere instelling, de geproduceerde wandplaten vertonen een verminderde dichtheid.
- De ultrasone dispergeren van versterkende nanomaterialen (bijvoorbeeld CNTs, nanovezels of silica) in gips resulteert in hoge mechanische sterkte en lage porositeit.
Ultrasonics voor betere Gips Manufacturing
Om de hardingsreactie van calciumsulfaathemihydraat en water initiëren, moet calciumsulfaathemihydraat gelijkmatig worden gedispergeerd in water, zodat een homogene suspensie wordt bereid. De ultrasone dispersie zorgt ervoor dat de deeltjes volledig worden bevochtigd zodat een volledige hemihydraat hydratering wordt bereikt. De ultrasone mengen van de gipspasta versnelt de uithardingstijd gevolg van een versnelde kristallisatie.
Aanvullende bestanddelen zoals versnellers en versterkende nanomaterialen zeer gelijkmatig gemengd in de gipsslurry ook.
Werkingsprincipe van Ultrasoon Dispergeren
Bij hoog vermogen ultrageluid in een vloeistof of slurry is gekoppeld, ultrasoon opgewekte cavitatie optreedt. ultrasone cavitatie schept lokaal extreme omstandigheden zoals hoge afschuifkrachten, vloeistofstralen, micro turbulenties, hoge temperaturen, prestatie verwarmen en koelsnelheden en hoge drukken. Die cavitational afschuifkrachten overwinnen van de bindingskrachten tussen moleculen zodat ze gedeagglomereerd en gedispergeerd als afzonderlijke deeltjes. Bovendien worden deeltjes versneld door de cavitatie vloeistofstralen zodat ze met elkaar botsen en daardoor afgebroken nano of primaire deeltjesgrootte. Dit verschijnsel is bekend als ultrasone nat malen.
Macht ultrasound creëert kiemvormingsplaatsen in de oplossing zodat een versnelde kristallisatie wordt bereikt.
Klik hier voor meer informatie over sono-kristallisatie leren – de ultrasoon bijgestaan kristallisatie!
Industriële ultrasone dispergeerinrichting
Ultrasone Spreiding van additieven
Bij veel chemische processen wordt sonicatie gebruikt toevoegsels zoals vertragende middelen (bijvoorbeeld eiwitten, organische zuren), viscositeitsmodificatoren (bijv super-), anti-brandende stoffen, boorzuur, waterbestendigheid chemicaliën (bijvoorbeeld polysiloxanen, wasemulsies) mix, glasvezels, brandwerendheid enhancers (bijvoorbeeld vermiculiet, klei en / of pyrogeen silica), polymeerverbindingen (bijvoorbeeld PVA, PVOH) en andere gebruikelijke toevoegsels in de formulering om de formulering van gips verbeteren vestiging kruiskoppeling verbindingen en gipscementen en om de instelling te verminderen.
Klik hier voor meer informatie over de ultrasone mengen en het mengen van additieven leren!
industriële ultrasone systemen
Hielscher Ultrasonics is uw top leverancier van high power ultrasone systemen voor de bench-top en industriële toepassingen. Hielscher biedt krachtige en robuuste industriële ultrasone processors. Onze UIP16000 (16kW) is de meest krachtige ultrasone processor wereldwijd. Dit 16kW ultrasound systeem verwerkt gemakkelijk grote hoeveelheden zelfs zeer viskeuze slurries (tot 10,000cp). Hoge amplitudes tot 200 urn (en hoger op aanvraag) waarborgen dat het materiaal goed behandeld dat het gewenste dispersie deagglomeratie en malen wordt bereikt. Deze intense ultrasoonapparaat produceert nano tot deeltjes slurries voor snelle instelling en superieure gipsproducten.
De robuustheid van ultrasone apparatuur Hielscher's zorgt voor 24/7 gebruik in zware en in veeleisende omgevingen.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:
| batch Volume | Stroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10 l / min | UIP4000 |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Onze jarenlange ervaring in ultrasone verwerking helpt ons om onze klanten uit de eerste haalbaarheidsstudies raadplegen om de uitvoering van het proces op industriële schaal.
Gebruik onze ultrasone proces lab en technisch centrum voor de procesontwikkeling en optimalisatie!
Literatuur / Referenties
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Ch (2009) .: Invloed van Power-Ultrasound op de vloeibaarheid en instelling van Portland Cement Plakt; bij: 17e Internationale Conferentie over Building Materials 23-26 september 2009 Weimar.
- . Rössler, Ch (2009): Invloed van Power-Ultrasound op de doorstroming en de stolling gedrag van cement suspensies; in: ibausil Proceedings van de 17e International Building Materials Conference, Ed Finger Institute for Materials Science, Bauhaus Universiteit Weimar, S. 1-0259 - 1 - 0264.
- Zhongbiao, Man; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Bereiding en eigenschappen van calciumsulfaat whisker / natuurrubber composieten. Advanced Materials Research vol. 549, 2012. 597-600.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
De productie van gipsplaat
Tijdens het productieproces van gipsplaat, een waterige slurry van gecalcineerd gips – zogenaamde calciumsulfaathemihydraat – verspreid tussen de bovenste en onderste vellen. Het daardoor ontstane product moeten continu worden bewogen op een transportband totdat de suspensie is ingesteld. Het vel wordt gedroogd totdat het overtollige water in de gipsplaat verdampt. Bij de productie van gipsplaat is het bekend om verschillende stoffen aan de suspensie om het productieproces of de plaat zelf te verbeteren. Bijvoorbeeld is het gebruikelijk om het gewicht van de suspensie te verlichten door het opnemen schuimmiddelen tot een mate van beluchting, die de dichtheid van de uiteindelijke bouwplaat verlaagt verschaffen.
Calciumsulfaat
Calciumsulfaat (of calciumsulfaat) een anorganische verbinding met formule CaSO4 en aanverwante hydrateert. In watervrije vorm van γ-anhydriet, wordt het gebruikt als een algemene doeleinden droogmiddel. Een bijzondere hydraat van CaSO4 zogenaamde gips. Een andere belangrijke hydraat gips, die van nature voorkomt als mineraal. Bijzonder gips wordt veel gebruikt voor industriële toepassingen, b.v. als bouwmateriaal, vulstof in polymeren etc. Alle vormen van CaSO4 verschijnen als witte vaste stoffen en zijn nauwelijks oplosbaar in water. Calciumsulfaat veroorzaakt permanente hardheid van het water.
De anorganische verbinding CaSO4 komt in drie hydratatieniveaus:
- watervrije toestand (minerale Naam: “anhydriet”) Als volgt CaSO4.
- dihydraat (minerale Naam: “gips”) Als volgt CaSO4(H2O)2.
- hemihydraat met formule CaSO4(H22O) 0.5. Specifieke hemihydraten kunnen worden onderscheiden als alfa-hemihydraat en bèta-hemihydraat.
Hydratatie en dehydratatiereacties
Door verhitting, gips omgezet in een gedeeltelijk gedehydrateerde mineraal – de zogenaamde kalk sulfaat hemihydraat, gecalcineerd gips of gips. Gebrand gips de formule CaSO4· (NH2O), waarin 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Temperaturen tussen 100 ° C en 150 ° C (212 ° F – 302 ° F) nodig om het water dat is gebonden in de structuur te verwijderen. De exacte verwarmingstemperatuur en zijn afhankelijk van de omgevingsvochtigheid. Temperaturen van wel 170 ° C (338 ° F) worden toegepast voor de industriële calcineren. Echter, bij deze temperaturen de vorming van γ-anhydriet gestart. De warmte-energie die aan het gips op dit tijdstip (de hydratatiewarmte) volgt gewoonlijk wegrijden water (waterdamp) in plaats van de temperatuur van het mineraal, die langzaam stijgt totdat het water weg te gaan, dan stijgt sneller . De vergelijking voor de gedeeltelijke dehydratatie is het volgende:
De endotherme eigenschap van deze reactie is van belang voor de prestaties van gipsplaat, wat brandwerendheid verleent aan residentiële en andere structuren. Bij een brand blijft de structuur achter een gipsplaat relatief koel omdat er water uit het gips verloren gaat, waardoor schade aan de lijst wordt voorkomen en vertraagd (door verbranding van houten onderdelen of verlies van sterkte van staal bij hoge temperaturen) en als gevolg daarvan structurele schade ontstaat. ineenstorting. Bij hogere temperaturen geeft calciumsulfaat zuurstof af en werkt daardoor als oxidatiemiddel. Dit materiaalkenmerk wordt gebruikt in aluminothermy. In tegenstelling tot de meeste mineralen, die bij rehydratie eenvoudig vloeibare of half vloeibare pasta's vormen, of poederachtig blijven, heeft gecalcineerd gips een ongewone eigenschap. Wanneer het wordt gemengd met water bij kamertemperatuur, wordt het chemisch terug naar de dihydraatvorm die de voorkeur heeft, terwijl het fysiek is “omgeving” een stijf en relatief sterke gips kristalrooster zoals in de onderstaande vergelijking:
Deze exotherme reactie maakt het zo gemakkelijk gips gegoten in verschillende vormen zoals platen voor drywalls, sticks krijt en schimmels (bijvoorbeeld botbreuken immobiliseren, of metalen gietstukken). Gemengd met polymeren, is het gebruikt als botherstel cement.
Bij verwarmen tot 180 ° C, een nagenoeg watervrije vorm zogenaamde γ-anhydriet (CaSO4· nH2O waarin n = 0-0,05) wordt gevormd. y-anhydriet reageert maar langzaam met water te keren naar het dihydraat toestand, zodat deze op grote schaal wordt gebruikt als commerciële droogmiddel. Als boven 250 ° C verwarmd, het volledig watervrije vorm van β-anhydriet optreedt. P-anhydriet reageert niet met water, zelfs over geologische tijdschalen, tenzij zeer fijn gemalen.
Gips
Gips is een bouwstof die wordt toegepast als beschermende en / of decoratieve coating voor wanden, plafonds en kneden en vormen gegoten en decoratieve bouwelementen.
Stucwerk is pleisterwerk, die wordt gebruikt om verlichting decoraties te produceren.
De meest voorkomende vormen van gips zijn samengesteld uit ofwel gips, kalk of cement als hoofdingrediënt. Gips wordt geproduceerd als een droog poeder (gipspoeder). Wanneer het poeder wordt gemengd met water, wordt een stijve maar werkbaar pasta gevormd. De exotherme reactie met water komt warmte door een kristallisatieproces, wordt de gehydrateerde gips verhardt.
Gips pleister
Gips of gips, wordt geproduceerd door een warmtebehandeling van gips (ongeveer 300 ° F / 150 ° C.):
CaSO4· 2H2De warmte → + CaSO4· 0,5 H2Over 1,5 uur +2O (uitgebracht als stoom).
Gips kan opnieuw worden gevormd door het droge poeder te mengen met water. Om de instelling van niet-gemodificeerde pleister te initiëren, wordt het droge poeder gemengd met water. Na ongeveer 10 minuten, zet de reactie van de instelling in en is voltooid na ongeveer. 45 minuten. Een volledige instelling van het gips wordt echter na ca. 72 uur. Als gips of gips wordt verwarmd tot boven 266 ° F / 130 ° C, wordt hemihydraat gevormd. Hemihydraatpoeder kan ook worden omgezet in gips wanneer het in water wordt gedispergeerd.