Silica, e njohur edhe si SiO2, nano-silicë ose mikro-silicë përdoret në pastë dhëmbësh, çimento, gome sintetike, polimer me performancë të lartë ose në produkte ushqimore si një trashës, adsorbues, agjent kundër ngjitjes ose bartës për aroma dhe shije. Më poshtë do të mësoni më shumë rreth përdorimeve të nanosilikës dhe mikrosilicës dhe se si efektet sonomekanike të ultrasonikëve mund të përmirësojnë efikasitetin e procesit dhe performancën e produktit përfundimtar duke bërë pezullime më të mira silicë dhe duke lehtësuar sintezën e nanogrimcave të silicës.

Përparësitë e shpërndarjes tejzanor të nano silicës (SiO2)

Silica është e disponueshme në një gamë të gjerë të formave hidrofile dhe hidrofobike dhe ka një madhësi grimcash jashtëzakonisht të imët prej disa mikrometra deri në disa nanometra. Në mënyrë tipike silicë nuk shpërndahet mirë pas lagështimit. Ai gjithashtu shton shumë mikrobllëza në formulimin e produktit. Ultrasonication është një teknologji efektive e procesit për të shpërndarë mikro-silicë dhe nano-silicë dhe për të hequr gazin e tretur dhe mikro-flluska nga formulimi.

Shpërndarja tejzanor është një teknikë që përdor valë ultratinguj me intensitet të lartë dhe me frekuencë të ulët për të shpërndarë dhe deagglomeruar grimcat në një mjedis të lëngshëm. Kur bëhet fjalë për shpërndarjen e silicës dhe nano-silicës, dispersioni tejzanor ofron disa përparësi:
 

Rëndësia e madhësisë së grimcave të silicës

Për shumë aplikime të silicës me madhësi nano ose mikro-madhësie, një shpërndarje e mirë dhe e njëtrajtshme është shumë e rëndësishme. Shpesh, kërkohet një pezullim silici mono-shpërndarës, p.sh. për matjen e madhësisë së grimcave. Veçanërisht për përdorim në bojëra ose veshje dhe polimere për të përmirësuar rezistencën në gërvishtje, grimcat e silicës duhet të jenë aq të vogla sa të mos ndërhyjnë në dritën e dukshme për të shmangur mjegullimin dhe për të ruajtur transparencën. Për shumicën e veshjeve grimcat e silicës duhet të jenë më të vogla se 40nm për të përmbushur këtë kërkesë. Për aplikime të tjera, grumbullimi i grimcave të silicit pengon që secila grimcë individuale e silicës të ndërveprojë me mediat përreth.
Homogjenizuesit tejzanor janë më efektivë në shpërndarjen e silicës sesa metodat e tjera të përzierjes me prerje të lartë, të tilla si miksera rrotulluese ose agjentë rezervuarësh. Foto më poshtë tregon një rezultat tipik të shpërndarjes tejzanor të silicës së tymosur në ujë.

Shpërndarja tejzanor e silicës së tymosur në ujë

Efikasiteti i përpunimit në reduktimin e sasisë së silikatit

Shpërndarja tejzanor e nano-silicës është superiore ndaj metodave të tjera të përzierjes me prerje të lartë, të tilla si një IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics prodhon pezullime me një madhësi më të vogël të grimcave silicë dhe ultrasonikacioni është teknologji më efikase për energjinë. Pohl dhe Schubert krahasuan zvogëlimin e madhësisë së grimcave të Aerosil 90 (2% wt) në ujë duke përdorur një Ultra-Turrax (sistemi rotor-stator) me atë të një Hielscher UIP1000hd (pajisje tejzanor 1kW). Grafiku më poshtë tregon rezultatet superiore të procesit tejzanor. Si rezultat i studimit të tij Pohl arriti në përfundimin, se "Me energji konstante specifike ultratingulli EV është më efektiv sesa sistemi i rotorit-statorit". Efikasiteti i energjisë dhe uniformiteti i madhësisë së grimcave të silicës janë të një rëndësie të madhe në proceset e prodhimit, ku kostoja e prodhimit, kapaciteti i procesit dhe cilësia e produktit kanë rëndësi.

Ultrasonics vs Ultra-turrax për shpërndarjen e silicës

Fotot e mëposhtme tregojnë rezultatet që Pohl mori duke sonikuar granula silicë të tharë në ngrirje me spërkatje.

Majtas: REM-fotografi të granulave të silicës ngrijnë me spërkatje përpara deagglomerimit me ultratinguj
Djathtas: foto TEM të fragmenteve të silicës të shpërndarë në mënyrë ultrasonike
Studimi dhe imazhet: Pohl dhe Schubert, 2004)

Dispersues tejzanor me performancë të lartë për formulime silicë me cilësi të lartë

Hielscher Ultrasonics është një biznes familjar gjerman i specializuar në zhvillimin, prodhimin dhe furnizimin e homogjenizuesve me ultratinguj me performancë të lartë për trajtimin e lëngjeve, suspensioneve me ngarkesë të ngurtë dhe pastave. Homogjenizuesit tejzanor Hielscher përpunojnë në mënyrë të besueshme slurat silicë dhe nano-suppensione të tjera në mënyrë që të marrin çdo specifikim të dëshiruar. Edhe formulimet e produkteve që janë shumë të ndjeshme, gërryese ose shumë viskoze mund të shpërndahen dhe deagglomerohen në mënyrë efikase duke përdorur ultratinguj. Ultrasonikët tanë të avancuar janë jashtëzakonisht të gjithanshëm dhe ofrojnë mundësi të sofistikuara të trajtimit në grup dhe inline. Standardet e besueshme të cilësisë së lartë dhe rezultatet e riprodhueshme janë tiparet kryesore të dispersionit tejzanor të silicës.
Ultrasonikët e nivelit industrial Hielscher kanë një meny të zgjuar dhe miqësore për përdoruesit, cilësime të programueshme, protokollim automatik të të dhënave në një kartë SD të integruar, telekomandë të shfletuesit dhe qëndrueshmëri të lartë.
Amplituda është parametri më me ndikim kur bëhet fjalë për përpunimin me ultratinguj. Amplituda i referohet zhvendosjes maksimale ose lëvizjes kulmore në majë të një valë tejzanor. Për shpërndarjen tejzanor, deagglomerimin dhe bluarjen e lagësht shpesh kërkohen amplituda të larta në mënyrë që të aplikohet energji e mjaftueshme për zvogëlimin e madhësisë së grimcave. Procesorët tejzanor industrial Hielscher mund të ofrojnë amplituda jashtëzakonisht të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara.
Nga madhësia e vogël dhe e mesme R&D dhe pilotues të ultrazërit në sistemet industriale për prodhimin komercial të silicës në mënyrë të vazhdueshme, Hielscher Ultrasonics ka procesorin e duhur tejzanor për të mbuluar kërkesat tuaja për përpunim superior të silicës.

Dizajn, Prodhim dhe Konsulencë – Cilësi e prodhuar në Gjermani

Ultrasonikët Hielscher janë të njohur për cilësinë e tyre më të lartë dhe standardet e dizajnit. Fortësia dhe funksionimi i lehtë lejojnë integrimin e qetë të ultrasonikëve tanë në objektet industriale. Kushtet e vështira dhe mjediset kërkuese trajtohen lehtësisht nga ultrasonikët Hielscher.

Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar ISO dhe i kushton theks të veçantë ultratingujve me performancë të lartë që paraqesin teknologjinë më të fundit dhe lehtësinë ndaj përdorimit. Sigurisht, ultrasonikët Hielscher janë në përputhje me CE dhe plotësojnë kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Çfarë është silicë (SiO2, dioksid silici)?

Silica është një përbërje kimike e përbërë nga silic dhe oksigjen me formulë kimike SiO2, ose dioksid silici. Ekzistojnë shumë forma të ndryshme të silicës, të tilla si kuarci i shkrirë, silicë e tymosur, xhel silicë dhe aerogela. Silica ekziston si një përbërje e disa mineraleve dhe si produkt sintetik. Silica zakonisht gjendet në natyrë si kuarci dhe në organizma të ndryshëm të gjallë. Dioksidi i silikonit merret me nxjerrjen dhe pastrimin e kuarcit. Tri format kryesore të silicës amorfe janë silicë pirogjenike, silicë e precipituar dhe xhel silicë.

Silicë e tymosur / Silicë pirogjene

Djegia e tetrakloridit të silikonit (SiCl4) në një flakë hidrogjeni të pasur me oksigjen prodhon një tym të SiO2 – silicë e tymosur. Përndryshe, rëra kuarci me avullim në një hark elektrik 3000 ° C, prodhon gjithashtu silicë të tymosur. Në të dy proceset, pikat mikroskopike që rezultojnë të silicës amorfe shkrihen në grimca dytësore tre-dimensionale të degëzuara, si zinxhir. Këto grimca dytësore grumbullohen më pas në një pluhur të bardhë me dendësi ekstremisht të ulët dhe sipërfaqe shumë të lartë. Madhësia primare e grimcave të silicës së tymosur jo poroze është midis 5 dhe 50 nm. Silica e tymosur ka një efekt trashësimi shumë të fortë. Prandaj, silici i tymosur përdoret si mbushës në elastomer silikoni dhe rregullimi i viskozitetit në bojra, veshje, ngjitëse, bojëra shtypëse ose rrëshira poliestre të pangopura. Silica e tymosur mund të trajtohet për ta bërë atë hidrofobike ose hidrofile për përdorime të lëngshme organike ose ujore. Silicë hidrofobike është një përbërës efektiv defoamer (agjent anti-shkumëzues).
Klikoni këtu, për të lexuar në lidhje me degradimin tejzanor dhe defoaming.
Silica e tymosur me numër CAS 112945-52-5

Tym silicë / mikrosilikë

Avulli i silicës është një pluhur ultra i imët, me madhësi nano, i njohur gjithashtu si mikro-silicë. Avulli i silicës nuk duhet të ngatërrohet me silicën e tymosur. Procesi i prodhimit, morfologjia e grimcave dhe fushat e përdorimit të tymit të silicës janë të gjitha të ndryshme nga ato të silicës së tymosur. Avulli i silicës është një formë polimorf amorfe, jo-kristalore, e SiO2. Avulli i silicës përbëhet nga grimca sferike me një diametër mesatar të grimcave prej 150 nm. Zbatimi më i spikatur i tymit të silicit është si material pozzolanik për beton me performancë të lartë. Ajo i shtohet betonit të çimentos Portland për të përmirësuar vetitë e betonit, si rezistenca në shtypje, forca e lidhjes dhe rezistenca ndaj konsumimit. Përtej kësaj, tymi i silicës zvogëlon depërtueshmërinë e betonit ndaj joneve të klorurit. Kjo mbron çelikun përforcues të betonit nga korrozioni.
Për të mësuar më shumë rreth përzierjes tejzanor të çimentos dhe tymit të silicës, ju lutemi klikoni këtu!
Silica Fume numri CAS: 69012-64-2, Silica Fume numri EINECS: 273-761-1

Silicë e precipituar

Silicë e prekur është forma amorf sintetike pluhur e bardhë e SiO2. Silicë e prerë përdoret si mbushës, zbutës ose përmirësim i performancës në plastikë ose gome, p.sh. goma. Përdorime të tjera përfshijnë pastrues, trashës ose lustrues në pastat e dhëmbëve.
Për të mësuar më shumë rreth përzierjes tejzanor në prodhimin e pastave të dhëmbëve, ju lutemi klikoni këtu!
Grimcat primare të silicës së tymosur kanë një diametër ndërmjet 5 dhe 100 nm, ndërsa madhësia e grumbullit është deri në 40 μm me madhësinë mesatare të poreve është më e madhe se 30 nm. Ashtu si silicë pirogjenike, silicë e precipituar në thelb nuk është mikroporoz.
Silica e tymosur prodhohet nga reshjet nga një tretësirë që përmban kripëra silikate. Pas një reagimi të një tretësire silikate neutrale me një acid mineral, tretësira të acidit sulfurik dhe silikatit të natriumit shtohen njëkohësisht me agjitacion, siç është agjitacioni tejzanor, në ujë. Silica precipiton në kushte acide. Përveç faktorëve, siç janë kohëzgjatja e reshjeve, shpejtësia e shtimit të reaguesve, temperatura dhe përqendrimi, dhe pH, metoda dhe intensiteti i agjitacionit mund të ndryshojnë vetitë e silicës. Nxitja sonomekanike në një dhomë reaktori tejzanor është një metodë efektive për të prodhuar një madhësi grimcash të qëndrueshme dhe uniforme. Nxitja tejzanor në temperatura të ngritura shmang formimin e një faze xheli.
Për më shumë informacion në lidhje me reshjet e ndihmuara ultrasonikisht të nanomaterialeve, të tilla si silicë e precipituar, ju lutemi klikoni këtu!
Numri i CAS-it të prerë të Silicës: 7631-86-9

Silicë koloidale / Colloid silicë

Silica koloidale është një pezullim i grimcave të holla jorpore, amorfe, kryesisht sferike në një fazë të lëngët.
Përdorimet më të zakonshme të kolloideve të silicës janë si ndihmë kullimi në prodhimin e letrave, gërryes për lustrim të meshës silikon, katalizator në proceset kimike, lagështirë, shtues i veshjeve rezistente ndaj konsumimit, ose surfaktanti për flukulimin, mpiksjen, shpërndarjen ose stabilizimin.
Për të mësuar më shumë rreth silicës koloidale në veshjet polimer rezistente ndaj konsumimit, ju lutemi klikoni këtu!

Prodhimi i silicës koloidale është një proces me shumë hapa. Neutralizimi i pjesshëm i një tretësire alkali-silikate çon në formimin e bërthamave të silicës. Nën-njësitë e grimcave të silicës koloidale janë tipike në intervalin midis 1 dhe 5 nm. Në varësi të kushteve të polimerizimit, këto nën-njësi mund të bashkohen së bashku. Duke ulur pH nën 7 ose duke shtuar kripë njësitë priren të shkrihen së bashku në zinxhirë, të cilët shpesh quhen xhel silicë. Përndryshe, nën-njësitë qëndrojnë të ndara dhe rriten gradualisht. Produktet që rezultojnë shpesh quhen solica silicë ose silicë të precipituar. Një pezullim koloidal silicë stabilizohet me rregullimin e pH dhe pastaj përqendrohet, p.sh. nga avullimi.
Për të mësuar më shumë rreth efekteve sonomekanike në proceset e sol-xhelit, ju lutemi klikoni këtu!

Rreziku i shëndetit të silicës

Dioksidi kristalor i thatë ose ajror i silikonit është kancerogjen i mushkërive të njeriut që mund të shkaktojë sëmundje serioze të mushkërive, kancer të mushkërive ose sëmundje sistematike autoimune. Kur pluhuri i silicës thithet dhe futet në mushkëri shkakton formimin e indit mbresë dhe zvogëlon aftësinë e mushkërive për të marrë oksigjen (Silikoza). Njomja dhe shpërndarja e SiO2 në një fazë të lëngshme, p.sh. nga homogjenizimi tejzanor, eliminon rrezikun e thithjes. Prandaj, rreziku i një produkti të lëngshëm që përmban SiO2 për të shkaktuar Silikozë është shumë i ulët. Ju lutemi përdorni pajisje të përshtatshme për mbrojtjen personale kur silikoni trajtoni në formë pluhuri të thatë!

letërsi