La sílice se usa en varias industrias por su resistencia al desgaste, aislamiento eléctrico y alta estabilidad térmica. La dispersión ultrasónica ayuda a desbloquear el potencial de la sílice mejorando la calidad de la dispersión.
Aplicación de sílice
La sílice (SiO2) es un material cerámico multifuncional utilizado en diversas industrias para mejorar las propiedades de superficie y mecánica de varios materiales. Se utiliza como relleno, aditivo de rendimiento, modificador de reología o ayuda de procesamiento en muchas formulaciones de productos, como pinturas y recubrimientos, plásticos, gomas sintéticas, adhesivos, selladores o aislamiento. En particular, el humo de sílice (sílice amorfa) o la microsílica se agrega al concreto para mejorar la resistencia y la durabilidad del concreto. El humo de sílice también se usa en concreto refractario para reducir la porosidad y mejorar la resistencia a través del empaque de partículas mejorado.
Dispersión de sílice
La sílice está disponible en una variedad de formas hidrofílicas e hidrofóbicas y se usa típicamente en tamaños de partículas muy finos. Por lo general, la sílice no se dispersa bien después de mojar. También agrega muchas burbujas de aire pequeñas a la fórmula del producto.
Para la mayoría de las aplicaciones de sílice, la dispersión buena y uniforme es importante. Especialmente cuando se usan en pinturas y lacas para mejorar la resistencia a los rasguños, las partículas de sílice deben ser lo suficientemente pequeñas como para no interferir con la luz visible para evitar la neblina y mantener la claridad. Para la mayoría de los recubrimientos, la sílice debe tener menos de 40 nm para cumplir con este requisito. Para otras aplicaciones, la aglomeración de partículas evita que cada partícula de sílice individual interactúe con el medio circundante. La ecografía ha demostrado ser más efectiva en la dispersión de sílice en comparación con otros métodos de mezcla de alto corte. A tamaños agregados de más de 200 micras, la mayoría de las partículas se redujeron a menos de 200 nanómetros.
Tratamiento ultrasónico
Se utilizaron tres polvos de TiO2 en este trabajo: nanopartícula p25, nanopartícula ST21 y submicrona HT0514. P25 y HT0514 se prepararon por síntesis de fase gaseosa; ST21 fue fabricado por síntesis química húmeda. Los poliacrilatos de sodio (PAA) con pesos moleculares promedio de 1200, 2100, 8000, 15000 y 30,000 se usaron como dispersantes poliméricos. Para preparar una suspensión acuosa, el polvo TiO2 se mezcló con PAA en agua. Ajuste el pH con solución de amoníaco (20%, grado analítico). Para la sonicación, 50 ml de la suspensión se sonicaron en un vaso de precipitados de 100 ml durante 30 minutos. Para evitar la ebullición del agua y las gelificaciones de PAA, la suspensión se irradió 10 veces durante 3 minutos cada una, ya que 3 minutos de irradiación continua dieron como resultado un aumento de temperatura de 60-70 ° C. Después de 3 minutos de cada irradiación sucesiva, la suspensión se enfrió durante 10 minutos.
Utilizamos dos conjuntos de equipos ultrasónicos, frecuencia: 20 kHz; Amplitud: 30 - 34 mm; Generación de energía: 70 - 120 W; Diámetro de la cabeza de la herramienta: 26 mm, después de 30 minutos de tratamiento ultrasónico, el agua se redujo en aproximadamente 10 debido a la evaporación ML. Los pesos se midieron antes y después de la sonicación, y se añadió agua pura para compensar las pérdidas. Independientemente de la amplitud de vibración y el diámetro de la sonda, la viscosidad y el tamaño promedio de partículas de los aglomerados suspendidos disminuyeron con el tiempo de irradiación. Finalmente, la solución se vuelve transparente y las partículas SIO2 se vuelven significativamente más pequeñas.
Tiempo de publicación: abril - 19 - 2022