Dispersia cu ultrasunete de siliciu (SiO2)

Silicea, cunoscută și sub numele de SiO2, nano-silice sau micro-silice este utilizată în pasta de dinți, ciment, cauciuc sintetic, polimer de înaltă performanță sau în produsele alimentare ca agent de îngroșare, adsorbant, anti-caking sau purtător pentru parfumuri și arome. Mai jos veți afla mai multe despre utilizările nanosilica și microsilica și modul în care efectele sonomecanice ale ultrasonics poate îmbunătăți eficiența procesului și performanța produsului final prin a face suspensii de silice mai bune și facilitarea sintezei nanoparticulelor de silice.

Avantajele dispersiei cu ultrasunete a nano silice (SiO2)

Siliciul este disponibil într-o gamă largă de forme hidrofile și hidrofobe și are o dimensiune extrem de fină a particulelor de câțiva micrometri până la câțiva nanometri. De obicei, siliciul nu este bine dispersat după umezire. De asemenea, se adaugă o mulțime de microbule la formularea produsului. Ultrasonicare este o tehnologie eficientă de proces pentru a dispersa micro-siliciu și nano-siliciu și elimina gazul dizolvat și micro-bule din formulare.

Dispersia cu ultrasunete este o tehnică care utilizează undele cu ultrasunete de înaltă intensitate, de joasă frecvență pentru a dispersa și deaglomera particulele într-un mediu lichid. Când vine vorba de dispersia silicei și nano-silicei, dispersia cu ultrasunete oferă mai multe avantaje:
 

  • Dispersie îmbunătățită: Undele ultrasonice creează cavitație intensă și streaming acustic în mediul lichid, ceea ce ajută la descompunerea aglomeratelor sau clusterelor de particule de silice. Acest lucru duce la o dispersie îmbunătățită și o reducere a dimensiunii particulelor, ceea ce duce la o distribuție mai omogenă a particulelor în lichid.
  • Stabilitate îmbunătățită: Prin realizarea unei dispersii mai bune, tratamentul cu ultrasunete ajută la prevenirea re-aglomerării sau sedimentării particulelor. Particulele de silice mai mici și bine dispersate au o stabilitate sporită, ceea ce este esențial pentru aplicațiile în care aglomerarea particulelor poate duce la probleme de performanță.
  • Suprafata crescuta: Dispersia cu ultrasunete reduce în mod eficient dimensiunea particulelor de silice și nano-silice, rezultând într-o suprafață specifică mai mare. Suprafața crescută poate oferi avantaje în diverse aplicații, cum ar fi reactivitatea îmbunătățită, capacitatea de adsorbție crescută și proprietățile mecanice îmbunătățite.
  • Dispersor cu ultrasunete MultiSonoReactor cu 16,000 wați capacitate de dispersie pentru producția de suspensii nano-silice

    Sistem de dispersie cu ultrasunete pentru producția industrială de suspensii nano-silice

  • Amestecare eficientă: Dispersia cu ultrasunete promovează amestecarea eficientă a particulelor în mediul lichid. Energia acustică generată de undele ultrasonice induce microstreaming și flux turbulent, facilitând dispersia și amestecarea uniformă a particulelor. Acest lucru este deosebit de benefic pentru distribuția omogenă în materiale compozite sau acoperiri.
  • Economii de timp și energie: Dispersia cu ultrasunete necesită, în general, timpi de procesare mai scurți în comparație cu alte metode de dispersie. Dispersia rapidă și eficientă realizată prin ultrasonication reduce timpul total de procesare, ceea ce duce la creșterea productivității. În plus, poate fi adesea efectuată la temperatura camerei, eliminând necesitatea încălzirii excesive sau a utilizării dispersanților chimici.
  • Operare simplă și sigură: Dispersoarele cu ultrasunete sunt simple și sigure pentru a funcționa și pot fi ușor integrate în instalațiile de producție existente. Controlul precis asupra ultrasonicators permite ajustarea parametrilor de proces la formulări specifice de silice și condiții ideale de proces. Deoarece tehnica de dispersie cu ultrasunete și deaglomerare nu utilizează medii de frezare, cum ar fi margele si perle, se evită contaminarea încrucișată cu medii de frezare și separarea intensă a forței de muncă.
  • Versatilitate: Dispersia cu ultrasunete este o tehnică versatilă care poate fi aplicată pe o gamă largă de medii lichide, inclusiv apă, solvenți și diverse soluții chimice. Această flexibilitate îl face potrivit pentru diferite aplicații și industrii, cum ar fi vopsele, acoperiri, compozite, electronice și produse farmaceutice.
  • Cerere de informatie





    Dispersia cu ultrasunete de Nano-silice: Hielscher omogenizator cu ultrasunete UP400St dispersează nanoparticule de silice rapid și eficient într-o nano-dispersie uniformă.

    Dispersia cu ultrasunete de Nano-silice folosind ultrasonicator UP400St

    Miniatură video

    Dispersia cu ultrasunete de silice fumed: Omogenizator hielscher cu ultrasunete UP400S dispersează pulbere de silice rapid și eficient în particule nano singur.

    Dispersarea silicei fumate în apă folosind UP400S

    Miniatură video

     

    Importanța dimensiunii particulelor de silice

    Pentru multe aplicații de silice nano-size sau micro-size, o dispersie bună și uniformă este foarte importantă. Adesea, este necesară o suspensie de siliciu monodispersat, de exemplu pentru măsurarea dimensiunii particulelor. În special pentru utilizarea în cerneluri sau acoperiri și polimeri pentru a îmbunătăți rezistența la zgârieturi, particulele de silice trebuie să fie suficient de mici pentru a nu interfera cu lumina vizibilă pentru a evita ceața și pentru a menține transparența. Pentru cele mai multe acoperiri particule de siliciu trebuie să fie mai mici de 40nm pentru a îndeplini această cerință. Pentru alte aplicații, aglomerarea particulelor de siliciu împiedică fiecare particulă de silice individuală să interacționeze cu mediile înconjurătoare.
    Omogenizatoare cu ultrasunete sunt mai eficiente în dispersarea silice decât alte metode de amestecare de înaltă forfecare, ar fi mixere rotative sau agitatoare rezervor. Imaginea de mai jos arată un rezultat tipic de dispersare cu ultrasunete de siliciu fumat în apă.

    Imaginea arată un rezultat tipic de dispersie cu ultrasunete de silice fumată în apă.

    Dispersia cu ultrasunete de silice fumat în apă

    Procesarea Eficiența în reducerea dimensiunii de silice

    Dispersia cu ultrasunete a nano-siliciului este superioară altor metode de amestecare cu forfecare ridicată, ar fi un IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics produce suspensii de o dimensiune mai mică a particulelor de siliciu și ultrasonication este tehnologia mai eficientă din punct de vedere energetic. Pohl și Schubert au comparat reducerea dimensiunii particulelor aerosil 90 (2%wt) în apă folosind un Ultra-Turrax (rotor-stator-sistem) cu cea a unui Hielscher UIP1000hd (dispozitiv cu ultrasunete 1kW). Graficul de mai jos arată rezultatele superioare ale procesului cu ultrasunete. Ca urmare a studiului său Pohl a concluzionat, că "La constant specifice de energie EV ultrasunete este mai eficient decât rotor-stator-sistem." Eficiența energetică și uniformitatea dimensiunii particulelor de silice sunt de cea mai mare importanță în procesele de producție, unde costurile de producție, capacitatea de proces și calitatea produsului contează.

    Sistem de dispersie cu ultrasunete de 2x UIP1000hdT cu un total de 2kW putere de procesare cu ultrasunete pentru pigmenți de dimensiuni nano, cum ar fi nano-silice

    2x 1000 wați dispersoare cu ultrasunete într-un dulap purgeabil pentru nandispersions, de exemplu, nano-silice.

    Dispersia cu ultrasunete a nano-silicei în comparație cu alte metode de amestecare cu forfecare ridicată, cum ar fi un IKA Ultra-Turrax

    Ultrasonics vs Ultra-turrax pentru dispersia de siliciu

    Imaginile de mai jos arată rezultatele pe care Pohl le-a obținut prin sonicarea granulelor de silice liofilizate prin pulverizare.

    Particulele de silice pot fi dispersate ultrasonically, deaglomerate și modificate (de exemplu, dopate / funcționalizate pentru aplicații catalitice).

    Stânga: REM-imagini de spray congela granule de silice înainte de deaglomerare cu ultrasunete
    Dreapta: TEM-imagini de fragmente de silice dispersate ultrasonically
    Studiu și imagini: Pohl și Schubert, 2004)

    Dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru formulări de silice de înaltă calitate

    Hielscher Ultrasonics este o afacere de familie germană specializată în dezvoltarea, fabricarea și furnizarea de omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru tratamentul lichidelor, suspensiilor și pastelor încărcate solid. Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete proces în mod fiabil dejecții lichide de silice și alte nano-supensions pentru a obține orice specificație dorită. Chiar și formulările de produs care sunt foarte sensibile, abrazive, sau foarte vâscoase pot fi dispersate eficient și deaglomerare folosind ultrasonication. Ultrasonicators noastre avansate sunt extrem de versatile și oferă lot sofisticate și posibilități de tratament inline. Fiabil standarde de înaltă calitate și rezultate reproductibile sunt caracteristici cheie ale dispersiei silicei cu ultrasunete.
    Hielscher state-of-the-art industrial-grade ultrasonicators caracteristică un meniu inteligent și ușor de utilizat, setări programabile, protocolare automată a datelor pe un card SD integrat, telecomanda browser-ului și robustețe ridicată.
    Amplitudinea este parametrul cel mai influent atunci când vine vorba de prelucrare cu ultrasunete. Amplitudinea se referă la deplasarea maximă sau mișcarea de vârf la vârf a unei unde cu ultrasunete. Pentru dispersia cu ultrasunete, deaglomerarea și frezarea umedă sunt adesea necesare amplitudini mari pentru a aplica suficientă energie pentru reducerea dimensiunii particulelor. Hielscher procesoare cu ultrasunete industriale pot livra amplitudini excepțional de mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi rulate cu ușurință continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile.
    De la R mici și mijlocii&D și ultrasonicators pilot la sistemele industriale pentru fabricarea de silice comerciale în modul continuu, Hielscher Ultrasonics are procesorul cu ultrasunete dreptul de a acoperi cerințele dumneavoastră pentru prelucrarea superioară silice.

    De ce Hielscher Ultrasonics?

    • Eficiență ridicată
    • Tehnologie de ultimă generație
    • fiabilitate & robusteţe
    • reglabil, control precis al procesului
    • lot & in linie
    • pentru orice volum
    • software inteligent
    • caracteristici inteligente (de exemplu, programabile, protocolare de date, telecomandă)
    • Ușor și sigur de operat
    • întreținere redusă
    • CIP (curat pe loc)

    Proiectare, Productie si Consultanta – Calitate fabricată în Germania

    Ultrasonicators Hielscher sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manevrat de ultrasonicators Hielscher.

    Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și a pus un accent special pe ultrasonicators de înaltă performanță featuring tehnologie de ultimă oră și ușurința în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme cu CE și îndeplinesc cerințele ul, CSA și RoHs.

    Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

    volum lotDebitAparate recomandate
    0.5 1,5mlN / A.VialTweeter
    1 la 500mL10 până la 200 ml / minUP100H
    10 la 2000ml20 până la 400ml / minUf200 ः t. UP400St
    0.1 la 20L0.2 4L / minUIP2000hdT
    10 100L2 până la 10L / minUIP4000hdT
    De la 15 la 150LDe la 3 la 15L/minUIP6000hdT
    N / A.10 la 100L / minUIP16000
    N / A.mai maregrup de UIP16000

    Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

    Cere mai multe informații

    Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre omogenizatoare cu ultrasunete și dispersoare, aplicații legate de silice și prețurile. Vom fi bucuroși să discutăm procesul de dispersie a silicei cu tine și să vă oferim un dispersor cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dvs.!









    Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


    Deaglomerarea cu ultrasunete cu UP400S duce la nanosilica dispersată eficient.

    ultrasonicator UP400S pentru deaglomerarea nanosilică.
    Studiu și grafică: Vikash, 2020.



    Ce este silice (SiO2, dioxid de siliciu)?

    Siliciul este un compus chimic compus din siliciu și oxigen cu formula chimică SiO2 sau dioxid de siliciu. Există multe forme diferite de siliciu, ar fi cuarț topit, silice fumat, gel de siliciu, și aerogeluri. Siliciul există ca un compus din mai multe minerale și ca produs sintetic. Siliciul este cel mai frecvent întâlnite în natură ca cuarț și în diferite organisme vii. Dioxidul de siliciu se obține prin minerit și purificarea cuarțului. Cele trei forme principale de silice amorfă sunt siliciul pirogenic, siliciul precipitat și gelul de silice.

    Silice fumată / Silice pirogenică

    Arderea tetraclorurii de siliciu (SiCl4) într-o flacără de hidrogen bogată în oxigen produce un fum de SiO2 – silice fumată. Alternativ, vaporizarea nisipului de cuarț într-un arc electric de 3000 °C, produce și silice fumată. În ambele procese, picăturile microscopice rezultate de silice amorfă fuzionează în particule secundare ramificate, în lanț, tridimensionale. Aceste particule secundare se aglomerează apoi într-o pulbere albă cu densitate în vrac extrem de scăzută și o suprafață foarte mare. Dimensiunea particulelor primare ale silicei fumate neporoase este cuprinsă între 5 și 50 nm. Silicea fumată are un efect foarte puternic de îngroșare. Prin urmare, siliciul fumat este utilizat ca umplutură în elastomer silicon și ajustarea vâscozitate în vopsele, acoperiri, adezivi, cerneluri de imprimare sau rășini poliester nesaturate. Silice fumed pot fi tratate pentru a face hidrofobe sau hidrofile, fie pentru aplicații organice lichide sau apoase. Siliciul hidrofob este o componentă eficientă a defoamerului (agent antispumant).
    Click aici, pentru a citi despre degazare cu ultrasunete și despumare.
    Fumed Silice CAS numărul 112945-52-5

    Silice Fum / Microsilica

    Fum de siliciu este un ultra-fin, nano-pulbere de dimensiuni, de asemenea, cunoscut sub numele de micro-siliciu. Fum de siliciu nu trebuie confundat cu silice fumată. Procesul de producție, morfologia particulelor și câmpurile de aplicare a fumului de silice sunt toate diferite de cele ale silicei fumate. Fum de siliciu este o formă amorfă, non-cristalină, polimorfă de SiO2. Fum de silice este format din particule sferice cu un diametru mediu al particulelor de 150 nm. Cea mai proeminentă aplicare a fumului de silice este ca material pozzolanic pentru beton de înaltă performanță. Acesta este adăugat la ciment Portland beton pentru a îmbunătăți proprietățile de beton, ar fi puterea de compresie, puterea de legătură, și rezistență la abraziune. Dincolo de aceasta, fum de siliciu reduce permeabilitatea betonului la ioni de clorură. Acest lucru protejează oțelul de armare din beton de coroziune.
    Pentru a afla mai multe despre amestecarea cu ultrasunete de ciment și fum de siliciu, vă rugăm să faceți clic aici!
    Număr CAS de fum de silice: 69012-64-2, Număr silice Fume EINECS: 273-761-1

    Siliciu precipitat

    Siliciul precipitat este o formă amorfă sintetică pudră albă de SiO2. Siliciul precipitat este utilizat ca umplutură, înmuiere sau îmbunătățirea performanței în materiale plastice sau cauciuc, de exemplu anvelope. Alte utilizări includ de curățare, îngroșare sau lustruire agent în paste de dinti.
    Pentru a afla mai multe despre amestecarea cu ultrasunete în fabricarea pastei de dinti, vă rugăm să faceți clic aici!
    Particulele primare de silice fumată au un diametru cuprins între 5 și 100 nm, în timp ce dimensiunea aglomerată este de până la 40 μm, dimensiunea medie a porilor este mai mare de 30 nm. La fel ca siliciul pirogenic, siliciul precipitat nu este, în esență, microporos.
    Siliciul fumat este produs prin precipitarea dintr-o soluție care conține săruri de silicat. După o reacție a unei soluții de silicat neutru cu un acid mineral, soluțiile de acid sulfuric și silicat de sodiu se adaugă simultan cu agitație, ar fi agitația cu ultrasunete, în apă. Precipitate de siliciu în condiții acide. Pe lângă factori, ar fi durata precipitațiilor, rata de adăugare a reactanților, temperatura și concentrația și pH-ul, metoda și intensitatea agitației pot varia proprietățile silicei. Agitația sonomechanicală într-o cameră de reactor cu ultrasunete este o metodă eficientă pentru a produce o dimensiune consistentă și uniformă a particulelor. Agitația cu ultrasunete la temperaturi ridicate evită formarea unui stadiu de gel.
    Pentru mai multe informații despre precipitarea asistată cu ultrasunete a nanomaterialelor, ar fi siliciul precipitat, vă rugăm să faceți clic aici!
    Număr cas de siliciu precipitat: 7631-86-9

    Siliciu coloidal / Coloid de silice

    Siliciul coloidal este o suspensie de particule fine neporoase, amorfe, în mare parte sferice de siliciu într-o fază lichidă.
    Cele mai frecvente utilizări ale coloizilor de silice sunt ca ajutor de drenaj în fabricarea hârtiei, abrazive pentru lustruire plachete de siliciu, catalizator în procesele chimice, absorbant de umiditate, aditiv la acoperiri rezistente la abraziune, sau agent tensioactiv pentru floccularea, coagularea, dispersarea sau stabilizarea.
    Pentru a afla mai multe despre siliciu coloidal în acoperiri polimerice rezistente la abraziune, vă rugăm să faceți clic aici!

    Producția de siliciu coloidal este un proces în mai multe etape. Neutralizarea parțială a unei soluții alcaline de silicat duce la formarea de nuclee de silice. Subunitățile particulelor coloidale de siliciu sunt de obicei cuprinse între 1 și 5 nm. În funcție de condițiile de polimerizare, aceste subunități pot fi unite. Prin reducerea pH-ului sub 7 sau prin adăugarea de sare unitățile tind să fuzioneze împreună în lanțuri, care sunt adesea numite geluri de siliciu. Altfel, subunitățile rămân separate și cresc treptat. Produsele rezultate sunt adesea numite soluri de siliciu sau silice precipitate. O suspensie coloidală de siliciu este stabilizată prin reglarea pH-ului și apoi concentrată, de exemplu prin evaporare.
    Pentru a afla mai multe despre efectele sonomechanicale în procesele sol-gel, vă rugăm să faceți clic aici!

    Riscul pentru sănătatea silicelor

    Dioxidul de silicon cristalin uscat sau aeropurtat este cancerigen pulmonar uman, care poate provoca boli pulmonare grave, cancer pulmonar sau boli autoimune sistemice. Când praful de siliciu este inhalat și intră în plămâni provoacă formarea țesutului cicatricial și reduce capacitatea plămânilor de a lua oxigen (Silicosis). Umezirea și dispersia SiO2 într-o fază lichidă, de exemplu prin omogenizare cu ultrasunete, elimină riscul de inhalare. Prin urmare, riscul ca un produs lichid care conține SiO2 să provoace Silicoza este foarte scăzut. Vă rugăm să folosiți echipament adecvat de protecție personală atunci când manipulați silice sub formă de pulbere uscată!

    Literatură

    Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă forfecare sunt utilizate în laborator, banc-top, pilot și prelucrare industrială.

    Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.


    Ultrasonics de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru de la ultrasonicator de laborator compact peste banc-top unități la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

    Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.


    Vom fi bucuroși să discutăm despre procesul dvs.

    Să intrăm în contact.