Ultrazvuková disperze oxidu křemičitého
Oxid křemičitý se používá v různých průmyslových odvětvích díky své odolnosti proti opotřebení, elektrické izolaci a vysoké tepelné stabilitě. Ultrazvuková disperze pomáhá realizovat potenciál oxidu křemičitého zlepšením kvality disperze.
Aplikace oxidu křemičitého
Oxid křemičitý (SiO 2) je multifunkční keramický materiál používaný v různých průmyslových odvětvích ke zlepšení povrchových a mechanických vlastností různých materiálů. Používá se jako plnivo, aditivum, modifikátor reologie nebo pomocná látka pro zpracování v mnoha formulacích produktů, jako jsou barvy a nátěry, plasty, syntetický kaučuk, lepidla, tmely nebo izolační materiály. Zejména se do betonu přidává křemičitý dým (amorfní oxid křemičitý) nebo práškový oxid křemičitý, aby se zlepšila pevnost a trvanlivost betonu. Křemičitý dým se také používá v žáruvzdorném betonu ke snížení pórovitosti a zvýšení pevnosti pomocí vylepšeného balení částic.
Disperze oxidu křemičitého
Oxid křemičitý má různé hydrofilní a hydrofobní formy a obvykle se používá pro velmi jemné velikosti částic. Oxid křemičitý se po smáčení obecně dobře nerozptyluje. Přidá také mnoho drobných bublin do složení produktu.
Pro většinu aplikací oxidu křemičitého je důležitá dobrá a rovnoměrná disperze. Zejména při použití v barvách a lacích ke zlepšení odolnosti proti poškrábání musí být částice oxidu křemičitého dostatečně malé, aby nezasahovaly do viditelného světla, aby se zabránilo zakalení a zachování průhlednosti. U většiny povlaků musí být křemík pro splnění tohoto požadavku menší než 40 nm. U jiných aplikací aglomerace částic zabraňuje interakci každé jednotlivé částice oxidu křemičitého s okolním médiem. Ve srovnání s jinými metodami míchání s vysokým smykem se ukázalo, že ultrazvukové zpracování je účinnější v disperzi oxidu křemičitého. Když je velikost agregovaných částic větší než 200 mikronů, zmenší se většina částic na méně než 200 nanometrů.
Ultrazvukové ošetření
V této práci byly použity tři druhy prášků TiO2: nano-částice P25, nano-částice ST21 a sub-mikron HT0514. P25 a HT0514 se vyrábějí syntézou v plynné fázi; ST21 se vyrábí mokrou chemickou syntézou. Jako dispergátor polymeru se používá polyakrylát sodný (PAA) s průměrnou molekulovou hmotností 1200, 2100, 8000, 15000 a 30 000. Pro přípravu vodné suspenze se prášek TiO2 a PAA smísí ve vodě. Upravte pH roztokem amoniaku (20%, analytická čistota). Pro ultrazvukové ošetření bylo 50 ml suspenze ozařováno ultrazvukem v kádince o objemu 100 ml po dobu 30 minut. Aby se zabránilo varu vody a gelovatění PAA, byla suspenze ozařována 10krát pokaždé po dobu 3 minut, protože nepřetržité ozařování po dobu 3 minut způsobilo zvýšení teploty o 60-70 ° C. Po 3 minutách nepřetržitého ozařování byla suspenze 10 minut ochlazována.
Použili jsme dvě sady ultrazvukového zařízení, frekvenci: 20 kHz; amplituda: 30-34 mm; výroba energie: 70–120 W; průměr hlavy nástroje: 26 mm. Po 30 minutách působení ultrazvuku byla voda snížena asi o 10 v důsledku odpařování. Ml. Hmotnost byla měřena před a po ošetření ultrazvukem a ke kompenzaci ztráty byla přidána čistá voda. Bez ohledu na amplitudu vibrací a průměr sondy viskozita a průměrná velikost částic suspendovaných aglomerátů klesá s prodloužením doby ozařování. Nakonec se roztok stane průhledným a částice sio2 se výrazně zmenší.
