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超聲波分散二氧化硅
閱讀：1692 發(fā)布時(shí)間：2019-12-23
二氧化硅因其耐磨性，電絕緣性和高熱穩(wěn)定性而在各種工業(yè)中使用。超聲波分散有助于通過(guò)改善分散質(zhì)量來(lái)發(fā)揮二氧化硅的潛力。
二氧化硅應(yīng)用：
二氧化硅（SiO 2）是一種多功能陶瓷材料，用于各種工業(yè)，以改善各種材料的表面和機(jī)械性能。它在許多產(chǎn)品配方中用作填料，性能添加劑，流變改性劑或加工助劑，例如油漆和涂料，塑料，合成橡膠，粘合劑，密封劑或絕緣材料。特別是將硅灰（無(wú)定形二氧化硅）或硅微粉添加到混凝土中以改善混凝土強(qiáng)度和耐久性。硅灰還用于耐火混凝土中，以減少孔隙率并通過(guò)改進(jìn)的顆粒填充來(lái)增強(qiáng)強(qiáng)度。
二氧化硅分散體：
二氧化硅有多種親水和疏水形式，通常用于極細(xì)的粒徑。通常，二氧化硅在潤(rùn)濕后不能很好地分散。它還會(huì)使產(chǎn)品配方中增加很多微小氣泡。
對(duì)于大多數(shù)二氧化硅應(yīng)用，良好而均勻的分散是很重要的。特別是當(dāng)用于涂料和漆中以改善耐刮擦性時(shí)，二氧化硅顆粒需要足夠小以不干擾可見(jiàn)光以避免霧度并保持透明度。對(duì)于大多數(shù)涂層，二氧化硅需要小于40nm才能滿(mǎn)足這一要求。對(duì)于其他應(yīng)用，顆粒附聚阻礙每個(gè)單獨(dú)的二氧化硅顆粒與周?chē)橘|(zhì)相互作用。與其他高剪切混合方法相比，超聲波處理已經(jīng)證明在二氧化硅分散方面更有效。在聚集體粒度大于200微米，大部分顆粒減少到小于200納米。
超聲波處理：
在這項(xiàng)工作中使用了三種TiO2粉末：納米顆粒P25，納米顆粒ST21和亞微米HT0514。P25和HT0514通過(guò)氣相合成制備；ST21通過(guò)濕化學(xué)合成制造。平均分子量為1200，2100，8000，15000和30，000的聚丙烯酸鈉（PAA）用作聚合物分散劑。為制備水性懸浮液，將TiO 2粉末與PAA在水中混合。用氨溶液（20％，分析級(jí)）調(diào)節(jié)pH。對(duì)于超聲波處理，將50mL懸浮液在100mL燒杯中超聲照射30分鐘。為了防止水沸騰和PAA膠凝，將懸浮液照射10次，每次3分鐘，因?yàn)?分鐘的連續(xù)照射導(dǎo)致溫度升高60-70℃。每次連續(xù)照射3分鐘后，將懸浮液冷卻10分鐘。
我們使用了兩套超聲波設(shè)備，頻率：20 kHz；振幅：30-34毫米；發(fā)電量：70-120W；工具頭直徑：26mm，經(jīng)過(guò)30分鐘的超聲波處理后，由于蒸發(fā)，水減少了約10毫升。在超聲波處理之前和之后測(cè)量重量，并且添加純水以補(bǔ)償損失。無(wú)論振動(dòng)幅度大小和探頭直徑大小如何，懸浮團(tuán)聚體的粘度和平均粒徑均隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。終使溶液變得透明，sio2顆粒明顯變小。
相關(guān)設(shè)備展示圖