Ultraljud Spridning av Kiseldioxid (SiO2)

Kiseldioxid, även känd som SiO2, nano-kiseldioxid eller mikrokiseldioxid används i tandkräm, cement, syntetiskt gummi, högpresterande polymer eller i livsmedelsprodukter som förtjockningsmedel, adsorbent, klumpförebyggande medel eller bärare för dofter och smaker. Nedan kommer du att lära dig mer om användningen av nanosilica och microsilica och hur de sonomekaniska effekterna av ultraljud kan förbättra processeffektiviteten och slutproduktens prestanda genom att göra bättre kiseldioxidsuspensioner och underlätta kiseldioxidnanopartikelsyntes.

Fördelar med ultraljud spridning av Nano kiseldioxid (SiO2)

Kiseldioxid finns i ett brett spektrum av hydrofila och hydrofoba former och har en extremt fin partikelstorlek på några mikrometrar ner till några nanometer. Typiskt kiseldioxid är inte väl dispergerad efter vätning. Det gör också lägga till en hel del mikrobubblor till produkten formulering. Ultraljud är en effektiv processteknik för att sprida mikro-kiseldioxid och nano-kiseldioxid och ta bort upplöst gas och mikro-bubblor från formuleringen.

Ultraljud dispersion är en teknik som använder högintensiva, lågfrekventa ultraljudsvågor för att sprida och deagglomerera partiklar i ett flytande medium. När det gäller spridning av kiseldioxid och nano-kiseldioxid erbjuder ultraljudsdispersion flera fördelar:
 

  • Förbättrad spridning: Ultraljudsvågor skapar intensiv kavitation och akustisk strömning i det flytande mediet, vilket hjälper till att bryta ner agglomerat eller kluster av kiseldioxidpartiklar. Detta resulterar i förbättrad dispersion och en minskning av partikelstorleken, vilket leder till en mer homogen fördelning av partiklar i vätskan.
  • Förbättrad stabilitet: Genom att uppnå bättre dispersion hjälper ultraljudsbehandling till att förhindra återagglomerering eller sedimentering av partiklar. De mindre och väldispergerade kiseldioxidpartiklarna har ökad stabilitet, vilket är avgörande för applikationer där partikelagglomerering kan leda till prestandaproblem.
  • Ökad yta: Ultraljud dispersion effektivt minskar partikelstorleken av kiseldioxid och nano-kiseldioxid, vilket resulterar i en högre specifik yta. Den ökade ytan kan erbjuda fördelar i olika tillämpningar, såsom förbättrad reaktivitet, ökad adsorptionskapacitet och förbättrade mekaniska egenskaper.
  • Ultraljud dispersor MultiSonoReactor med 16,000 watt spridningskapacitet för produktion av nano-kiseldioxidsuspensioner

    Ultraljud dispersionssystem för industriell produktion av nano-kiseldioxidsuspensioner

  • Effektiv blandning: Ultraljud dispersion främjar effektiv blandning av partiklar i det flytande mediet. Den akustiska energin som genereras av ultraljudsvågor inducerar mikrostreaming och turbulent flöde, vilket underlättar spridningen och enhetlig blandning av partiklarna. Detta är särskilt fördelaktigt för homogen fördelning i kompositmaterial eller beläggningar.
  • Tids- och energibesparingar: Ultraljud dispersion kräver i allmänhet kortare bearbetningstider jämfört med andra dispersionsmetoder. Den snabba och effektiva spridningen uppnås genom ultraljud minskar den totala behandlingstiden, vilket leder till ökad produktivitet. Dessutom kan det ofta utföras vid rumstemperatur, vilket eliminerar behovet av överdriven uppvärmning eller användning av kemiska dispergeringsmedel.
  • Enkel och säker användning: Ultraljud dispersorer är enkla och säkra att använda och kan enkelt integreras i befintliga produktionsanläggningar. Exakt kontroll över ultrasonicators gör det möjligt att justera processparametrarna till specifika kiseldioxidformuleringar och idealiska processförhållanden. Eftersom ultraljudsdispersions- och deagglomerationstekniken inte använder fräsmedier som pärlor och pärlor, undviks korskontaminering av fräsmedier och arbetsintensiv separation.
  • Mångsidighet: Ultraljud dispersion är en mångsidig teknik som kan tillämpas på ett brett spektrum av flytande media, inklusive vatten, lösningsmedel, och olika kemiska lösningar. Denna flexibilitet gör den lämplig för olika applikationer och industrier, såsom färger, beläggningar, kompositer, elektronik och läkemedel.
  • Informationsförfrågan




    Notera vår Integritetspolicy.


    Ultraljud Dispersion av Nano-Silica: Hielscher ultraljud homogenisator UP400St sprider kiseldioxid nanopartiklar snabbt och effektivt i en enhetlig nano-dispersion.

    Ultraljud dispersion av Nano-Kiseldioxid med ultrasonicator UP400St

    Video miniatyr

    Ultraljud dispersion av Fumed Kiseldioxid: Hielscher ultraljud homogenisator UP400S sprider kiselpulver snabbt och effektivt i enstaka nanopartiklar.

    Spridning av rökt kiseldioxid i vatten med UP400S

    Video miniatyr

     

    Betydelsen av partikelstorlek av kiseldioxid

    För många tillämpningar av nano-storlek eller mikro-storlek kiseldioxid, en bra och enhetlig spridning är mycket viktigt. Ofta krävs en mono-disperse kiseldioxid suspension, t.ex. I synnerhet för användning i bläck eller beläggningar och polymerer för att förbättra reptålighet, kiseldioxid partiklarna måste vara tillräckligt liten för att inte störa det synliga ljuset för att undvika dis och upprätthålla öppenhet. För de flesta beläggningar kiseldioxid partiklar måste vara mindre än 40nm för att uppfylla detta krav. För andra tillämpningar hindrar kiseldioxidpartikelagglomeration varje enskild kiseldioxidpartikel att interagera med omgivande media.
    Ultraljud homogenisatorer är mer effektiva i den dispergerande kiseldioxid än andra hög-skjuvning blandningsmetoder, såsom roterande blandare eller tank agitatorer. Bilden nedan visar ett typiskt resultat av ultraljud spridning av fumed kiseldioxid i vatten.

    Bilden visar ett typiskt resultat av ultraljud spridning av fumed kiseldioxid i vatten.

    Ultraljud Dispersion av fumed kiseldioxid i vatten

    Bearbetning effektivitet i kiseldioxid storleks minskning

    Ultraljud spridning av nano-kiseldioxid är överlägsen andra hög-skjuvning blandning metoder, såsom en IKA Ultra-Turrax. Ultrasonics producerar suspensioner av en mindre kiseldioxid partikelstorlek och ultraljud är den mer energieffektiva tekniken. Pohl och Schubert jämförde partikelstorleksreduktionen av Aerosil 90 (2%wt) i vatten med hjälp av en Ultra-Turrax (rotor-stator-system) med den hos en Hielscher UIP1000hd (1kW ultraljudsenhet). Bilden nedan visar de överlägsna resultaten av ultraljudsprocessen. Som ett resultat av sin studie Pohl slutsatsen, att "Vid konstant specifik energi EV ultraljud är effektivare än rotor-stator-systemet." Energi-effiency och kiseldioxid partikelstorlek enhetlighet är av yttersta vikt i produktionsprocesser, där tillverkningskostnader, processkapacitet och produktkvalitet materia.

    Ultraljud dispersionssystem av 2x UIP1000hdT med totalt 2kW ultraljud bearbetningskraft för nano-storlek pigment såsom nano-kiseldioxid

    2x 1000 watt ultraljud dispersorer i ett rensbart skåp för nandispersioner, t.ex. nano-kiseldioxid.

    Ultraljudsspridning av nano-kiseldioxid jämfört med andra högskjuvningsmetoder, såsom en IKA Ultra-Turrax

    Ultrasonics vs Ultra-turrax för Kiseldioxid Dispersion

    Bilderna nedan visar de resultat som Pohl erhållit genom ultraljudsbehandling spray frystorkade kiseldioxidgranuler.

    Kiseldioxidpartiklar kan spridas ultraljud, deagglomereras och modifieras (t.ex. dopad / funktionaliserad för katalytiska applikationer).

    Vänster: REM-bilder på sprayfrysta kiseldioxidgranulat före ultraljudsdeagglomeration
    Höger: TEM-bilder av ultraljudsdispergerade kiseldioxidfragment
    Studie och bilder: Pohl och Schubert, 2004)

    Högpresterande ultraljud dispersorer för högkvalitativa kiseldioxid formuleringar

    Hielscher Ultrasonics är ett tyskt familjeägt företag specialiserat på utveckling, tillverkning och leverans av högpresterande ultraljud homogenisatorer för behandling av vätskor, solid-loaded suspensioner och pastor. Hielscher ultraljud homogenisatorer tillförlitligt bearbeta kiseldioxid slam och andra nano-supensions för att erhålla önskad specifikation. Även produktformuleringar som är mycket känsliga, slipande eller mycket viskösa kan effektivt spridas och deagglomeration med ultraljud. Våra avancerade ultrasonicators är extremt mångsidiga och erbjuder sofistikerade batch- och inline-behandlingsmöjligheter. Tillförlitligt höga kvalitetsstandarder och reproducerbara resultat är viktiga funktioner i ultraljud kiseldioxiddispersion.
    Hielscher state-of-the-art industriell kvalitet ultrasonicators har en smart och användarvänlig meny, programmerbara inställningar, automatisk dataprotokoll på ett integrerat SD-kort, webbläsare fjärrkontroll och hög robusthet.
    Amplituden är den mest inflytelserika parametern när det gäller ultraljudsbehandling. Amplitud avser maximal förskjutning eller topp-till-topp-rörelse av en ultraljudsvåg. För ultraljudsdispersion, deagglomeration och våtfräsning krävs ofta höga amplituder för att applicera tillräcklig energi för partikelstorleksminskning. Hielscher industriella ultraljud processorer kan leverera exceptionellt höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns tillgängliga.
    Från små och medelstora R&D och pilot ultrasonicators till industriella system för kommersiell kiseldioxidtillverkning i kontinuerligt läge, Hielscher Ultrasonics har rätt ultraljud processor för att täcka dina krav på överlägsen kiseldioxid bearbetning.

    Varför Hielscher Ultrasonics?

    • hög effektivitet
    • Toppmodern teknik
    • Tillförlitlighet & Robusthet
    • Justerbar, exakt processtyrning
    • Batch & Inline
    • för valfri volym
    • intelligent programvara
    • smarta funktioner (t.ex. programmerbar, dataprotokoll, fjärrkontroll)
    • Enkelt och säkert att använda
    • lågt underhåll
    • CIP (clean-in-place)

    Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

    Hielscher ultrasonicators är kända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel användning möjliggör smidig integration av våra ultrasonicators i industrianläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultrasonicators.

    Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultrasonicators med state-of-the-art teknik och användarvänlighet. Naturligtvis är Hielscher ultrasonicators CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

    Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

    batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
    0.5 till 1,5 ml n.a. VialTweeter
    1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
    10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
    0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
    10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
    15 till 150L 3 till 15 liter/min UIP6000hdT
    n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
    n.a. större kluster av UIP16000

    Kontakta oss! / Fråga oss!

    Be om mer information

    Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljud homogenisatorer och dispergeringsmedel, kiseldioxid-relaterade applikationer och priser. Vi kommer gärna att diskutera din kiseldioxiddispersionsprocess med dig och erbjuda dig en ultraljudsdispersor som uppfyller dina krav!









    Observera att våra Integritetspolicy.


    Ultraljud deagglomeration med UP400S resulterar i effektivt spridda nanosilica.

    ultrasonicator UP400S för deagglomerering av nanokiseldioxid.
    Studie och grafik: Vikash, 2020.



    Vad är Silica (SiO2, Silicon Dioxide)?

    Kisel (Silica) är en kemisk förening som består av kisel och syre med den kemiska formeln SiO2, eller kiseldioxid. Det finns många olika former av kiseldioxid, såsom smält kvarts, fumed kiseldioxid, kiselgel, och aerogels. Kiseldioxid existerar som en förening av flera mineraler och som syntetisk produkt. Silica är vanligast i naturen som kvarts och i olika levande organismer. Kiseldioxid erhålls genom brytning och rening av kvarts. De tre huvudformerna av amorf kiseldioxid är pyrogen kiseldioxid, utfälld kiseldioxid och kiselgel.

    Fumed Silica / Pyrogenic Silica

    Brinnande kiseltetraklorid (SiCl4) i en syrerik vätelåga ger en rök av SiO2 – fumed kiseldioxid. Alternativt, förångning kvarts sand i en 3000 ° C elektrisk båge, producerar fumed kiseldioxid också. I båda processerna, de resulterande mikroskopiska droppar av amorfa kiseldioxid säkring i grenade, kedjeliknande, tredimensionella sekundära partiklar. Dessa sekundära partiklar sedan agglomererar till ett vitt pulver med extremt låg bulkdensitet och mycket hög yta. Primär partikelstorlek av den icke-porösa fumed kiseldioxid är mellan 5 en 50 nm. Fumed silica har en mycket stark förtjockningseffekt. Därav är fumed kiseldioxid används som fyllmedel i silikon elastomer och viskositet justering i färger, beläggningar, lim, tryckfärger eller omättade polyester hartser. Fumed Silica kan behandlas för att göra den hydrofoba eller hydrofil för antingen organisk vätska eller vattenhaltiga tillämpningar. Hydrofoba kiseldioxid är en effektiv defoamerkomponent (antiskummedel).
    Klicka här, för att läsa om ultraljud avgasning och defoaming.
    Fumed Silica CAS nummer 112945-52-5

    Silica Fume / Microsilica

    Kiseldioxid rök är en ultra-fin, nano-storlek pulver även känd som mikro-kiseldioxid. Silica fume är inte att förväxla med fumed kiseldioxid. Produktionsprocessen, partikelmorfologi och tillämpningsområden för kiseldioxidrök skiljer sig alla från dem som fumed silica. Kiseldioxid rök är en amorft, icke-kristallin, polymorf form av SiO2. Silikarök består av sfäriska partiklar med en partikeldiameter på 150 nm i genomsnitt. Den mest framträdande tillämpningen av kiseldioxid rök är som pozzolanic material för högpresterande betong. Det läggs till Portland cement betong för att förbättra konkreta egenskaper, som tryckhållfasthet, bond styrka, och nötningsbeständighet. Utöver detta minskar kiseldioxid rök permeabiliteten av betong till kloridjoner. Detta skyddar betongens armeringsstål mot korrosion.
    Om du vill veta mer om ultraljud blandning av cement och kiseldioxid rök, vänligen klicka här!
    Silica Fume CAS nummer: 69012-64-2, Silica Fume EINECS nummer: 273-761-1

    Utfälld kiseldioxid

    Utfälld kiseldioxid är vit pulverformig syntetisk amorf form av SiO2. Utfälld kiseldioxid används som fyllmedel, mjukgörare eller prestandaförbättring i plast eller gummi, t.ex. Andra användningsområden är rengöring, förtjockning eller polermedel i tandkräm.
    Om du vill veta mer om ultraljud blandning i tandkräm tillverkning, vänligen klicka här!
    Primärpartiklar av fumed kiseldioxid har en diameter på mellan 5 och 100 nm, medan agglomerat storlek är upp till 40 μm med genomsnittlig porstorlek är större än 30 nm. Liksom pyrogen kiseldioxid, utfälld kiseldioxid är i huvudsak inte microporous.
    Fumed Silica framställs genom nederbörd från en lösning som innehåller silikatsalter. Efter en reaktion av en neutral silikatlösning med en mineralsyra tillsätts svavelsyra och natriumsiliikatlösningar samtidigt med agitation, såsom ultraljudsagning, till vatten. Silica fällningar i sura förhållanden. Förutom faktorer, såsom varaktigheten av nederbörd, kan tilläggshastigheten av reaktanter, temperatur och koncentration, och pH, metoden och intensiteten av agitation variera egenskaperna hos kiseldioxid. Sonomekanisk agitation i en ultraljudsreaktorkammare är en effektiv metod för att producera en jämn och enhetlig partikelstorlek. Ultraljud agitation vid förhöjda temperaturer undviker bildandet av en gel skede.
    För mer information om ultraljud assisterad utfällning av nanomaterial, såsom utfälld kiseldioxid, vänligen klicka här!
    Utfälld Kiseldioxid CAS-nummer: 7631-86-9

    Kolloidal kiseldioxid / Kiseldioxid Kolloid

    Kolloidal kiseldioxid är en suspension av fina nonporous, amorfa, mestadels sfäriska kiseldioxid partiklar i en flytande fas.
    De vanligaste användningsområdena för kiseldioxid kolloider är som dränering stöd i papperstillverkning, slipmedel för kisel wafer polering, katalysator i kemiska processer, fuktabsorberande, tillsats till nötning resistenta beläggningar, eller ytaktiva för flocculating, koagulering, spridning eller stabilisering.
    Om du vill veta mer om kolloidal kiseldioxid i nötning resistent polymer beläggningar, vänligen klicka här!

    Produktionen av kolloidal kiseldioxid är en process i flera steg. Partiell neutralisering av en alkali-silikatlösning leder till bildandet av kiseldioxidkärnor. Underenheterna av kolloidala kiseldioxidpartiklar är typiskt i intervallet mellan 1 och 5 nm. Beroende på villkoren för polymerisation dessa underenheter kan sammanfogas. Genom att minska pH under 7 eller genom tillsats av salt enheterna tenderar att smälta samman i kedjor, som ofta kallas kiselgel. Annars stannar underenheterna åtskilda och växer gradvis. De resulterande produkterna kallas ofta kiseldioxidsols eller utfälld kiseldioxid. En kolloidal silika suspension stabiliseras genom pH-justering och sedan koncentreras, t.ex.
    Om du vill veta mer om sonomekaniska effekter i sol-gel processer, vänligen klicka här!

    Kiseldioxid hälsorisk

    Torr eller luftburen kristallinisk silikondioxid är humant lungcancer cancerframkallande som kan orsaka allvarliga lungsjukdom, lungcancer eller systemiska autoimmuna sjukdomar. När kiseldioxid damm inandas och kommer in i lungorna det orsakar bildandet av ärrvävnad och minskar lungorna förmåga att ta in syre (Silikos). Vätning och spridning av SiO2 i en vätskefas, t ex genom ultraljudshomogenisering, eliminerar risken för inandning. Därför är risken för en flytande produkt som innehåller SiO2 att orsaka Silikos mycket låg. Använd gärna lämplig personlig skyddsutrustning vid handtag av kiseldioxid i torr pulverform!

    Litteratur

    Ultraljud hög skjuvning homogenisatorer används i labb, bänk-top, pilot och industriell bearbetning.

    Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.


    Högpresterande ultraljud! Hielscher produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta lab ultrasonicator över bänk-top enheter till fullindustriella ultraljud system.

    Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.


    Vi diskuterar gärna din process.

    Låt oss komma i kontakt.