Ултразвукова дисперсия на силициев диоксид
Силициевият диоксид се използва в различни индустрии поради своята износоустойчивост, електрическа изолация и висока термична стабилност. Ултразвуковата дисперсия помага да се реализира потенциалът на силициев диоксид чрез подобряване на качеството на дисперсията.
Приложения за силициев диоксид
Силициевият диоксид (SiO 2) е многофункционален керамичен материал, използван в различни индустрии за подобряване на повърхностните и механични свойства на различни материали. Използва се като пълнител, експлоатационна добавка, модификатор на реологията или помощно средство за обработка в много продуктови формулировки, като бои и покрития, пластмаси, синтетичен каучук, лепила, уплътнители или изолационни материали. По-специално към бетона се добавя силициев дим (аморфен силициев диоксид) или силициев прах, за да се подобри здравината и трайността на бетона. Димът от силициев диоксид се използва и в огнеупорен бетон за намаляване на порьозността и увеличаване на якостта чрез подобрена опаковка на частици.
Дисперсия на силициев диоксид
Силициевият диоксид има разнообразни хидрофилни и хидрофобни форми и обикновено се използва за много фини размери на частиците. Като цяло силициевият диоксид не се разпръсква добре след намокряне. Той също така ще добави много малки мехурчета към формулировката на продукта.
За повечето приложения на силициев диоксид е важна добрата и равномерна дисперсия. Особено когато се използват в бои и лакове за подобряване на устойчивостта на надраскване, силициевите частици трябва да са достатъчно малки, за да не пречат на видимата светлина, за да се избегне мъглата и да се запази прозрачността. За повечето покрития силициевият диоксид трябва да бъде по-малък от 40 nm, за да отговори на това изискване. За други приложения агломерацията на частици предотвратява взаимодействието на всяка отделна силициева частица с околната среда. В сравнение с други методи на смесване с висока срязваща сила, ултразвуковата обработка се оказа по-ефективна при дисперсията на силициев диоксид. Когато размерът на частиците е по-голям от 200 микрона, повечето частици се намаляват до по-малко от 200 нанометра.
Ултразвуково лечение
В тази работа са използвани три вида TiO2 прахове: наночастица P25, наночастица ST21 и субмикрон HT0514. P25 и HT0514 се получават чрез синтез на газова фаза; ST21 се произвежда чрез мокър химичен синтез. Като полимерен диспергатор се използва натриев полиакрилат (PAA) със средно молекулно тегло 1200, 2100, 8000, 15000 и 30 000. За приготвяне на водна суспензия, TiO 2 прах и PAA се смесват във вода. Коригирайте рН с амонячен разтвор (20%, аналитична степен). За ултразвуково лечение 50 ml от суспензията бяха облъчени ултразвуково в 100 ml бехерова чаша за 30 минути. За да се предотврати кипене на вода и желиране на PAA, суспензията се облъчва по 10 пъти в продължение на 3 минути всеки път, тъй като продължителното облъчване от 3 минути води до повишаване на температурата с 60-70 ° С. След 3 минути непрекъснато облъчване всеки път суспензията се охлажда за 10 минути.
Използвахме два комплекта ултразвуково оборудване, честота: 20 kHz; амплитуда: 30-34 мм; генериране на енергия: 70-120 W; диаметър на главата на инструмента: 26 мм. След 30 минути ултразвукова обработка, водата беше намалена с около 10 поради изпаряване. Ml. Теглото е измерено преди и след ултразвуковото третиране и е добавена чиста вода, за да се компенсира загубата. Независимо от амплитудата на вибрациите и диаметъра на сондата, вискозитетът и средният размер на частиците на суспендираните агломерати намаляват с удължаването на времето на облъчване. И накрая, разтворът става прозрачен и частиците sio2 стават значително по-малки.
