كيفية تفريق السيليكا باستخدام المعدات بالموجات فوق الصوتية？

يتم استخدام السيليكا في مختلف الصناعات لمقاومة التآكل ، والعزل الكهربائي والاستقرار الحراري العالي. يساعد التشتت بالموجات فوق الصوتية على فتح إمكانات السيليكا من خلال تحسين جودة التشتت.

تطبيق السيليكا
السيليكا (SIO2) هي مادة سيراميك متعددة الوظائف تستخدم في صناعات مختلفة لتحسين الخصائص السطحية والميكانيكية لمختلف المواد. يتم استخدامه كحشو أو مضافة للأداء أو المعدل الريولوجي أو المعالجة المعالجة في العديد من تركيبات المنتجات مثل الدهانات والطلاء ، والمواد البلاستيكية ، والمطاط الاصطناعي ، والمواد اللاصقة ، أو المواد المانعة للتسرب أو العزل. على وجه الخصوص ، تتم إضافة دخان السيليكا (السيليكا غير المتبلور) أو microsilica إلى الخرسانة لتحسين قوة الخرسانة والمتانة. يستخدم دخان السيليكا أيضًا في الخرسانة الحرارية لتقليل المسامية وتعزيز القوة من خلال تعبئة الجسيمات المحسنة.

تشتت السيليكا
يتوفر السيليكا في مجموعة متنوعة من الأشكال المحبة للماء والماء ، وعادة ما تستخدم في أحجام الجسيمات الدقيقة للغاية. عادة ، السيليكا لا تتفرق جيدًا بعد الترطيب. كما أنه يضيف الكثير من فقاعات الهواء الصغيرة إلى صيغة المنتج.
بالنسبة لمعظم تطبيقات السيليكا ، من المهم تشتت جيد وموحد. خاصة عند استخدامها في الدهانات والكويكورات لتحسين مقاومة الخدش ، يجب أن تكون جزيئات السيليكا صغيرة بما يكفي حتى لا تتدخل مع الضوء المرئي لتجنب الضباب والحفاظ على الوضوح. بالنسبة لمعظم الطلاء ، يجب أن تكون السيليكا أقل من 40 نانومتر لتلبية هذا المطلب. بالنسبة للتطبيقات الأخرى ، يمنع تكتل الجسيمات كل جسيم سيليكا فردي من التفاعل مع الوسط المحيط. أثبتت الموجات فوق الصوتية أنها أكثر فاعلية في تشتت السيليكا مقارنة بطرق خلط القص العالية الأخرى. بأحجام إجمالية تزيد عن 200 ميكرون ، تم تخفيض معظم الجسيمات إلى أقل من 200 نانومتر.

العلاج بالموجات فوق الصوتية
تم استخدام ثلاثة مساحيق TIO2 في هذا العمل: الجسيمات النانوية P25 ، الجسيمات النانوية ST21 و Submicron HT0514. تم تحضير P25 و HT0514 بواسطة تخليق طور الغاز ؛ تم تصنيع ST21 من خلال التوليف الكيميائي الرطب. تم استخدام polyacrylates الصوديوم (PAA) مع متوسط ​​الأوزان الجزيئية 1200 و 2100 و 8000 و 15000 و 30،000 كمشتتات البوليمرية. لإعداد تعليق مائي ، تم خلط مسحوق TiO2 مع PAA في الماء. ضبط الرقم الهيدروجيني مع محلول الأمونيا (20 ٪ ، الصف التحليلي). بالنسبة إلى Sonication ، تم سونيك 50 مل من التعليق في دورق 100 مل لمدة 30 دقيقة. لمنع غليان الماء و PAA تلقائي ، تم تشعيع التعليق 10 مرات لمدة 3 دقائق لكل منهما ، لأن 3 دقائق من التشعيع المستمر أدى إلى زيادة درجة الحرارة من 60 إلى 70 درجة مئوية. بعد 3 دقائق من كل تشعيع متتالي ، تم تبريد التعليق لمدة 10 دقائق.

استخدمنا مجموعتان من المعدات بالموجات فوق الصوتية ، التردد: 20 كيلو هرتز ؛ السعة: 30 - 34 مم ؛ توليد الطاقة: 70 - 120 واط ؛ قطر رأس الأداة: 26 مم ، بعد 30 دقيقة من المعالجة بالموجات فوق الصوتية ، تم تخفيض الماء بحوالي 10 بسبب التبخر مل. تم قياس الأوزان قبل وبعد الصوتية ، وتم إضافة الماء النقي للتعويض عن الخسائر. بغض النظر عن سعة الاهتزاز وقطر التحقيق ، انخفض اللزوجة ومتوسط ​​حجم الجسيمات للتكتلات المعلقة مع وقت التشعيع. في النهاية يصبح الحل شفافًا وتصبح جزيئات SiO2 أصغر بكثير.