Como dispersar a sílica usando equipamentos ultrassônicos？

A sílica é usada em várias indústrias por sua resistência ao desgaste, isolamento elétrico e alta estabilidade térmica. A dispersão ultrassônica ajuda a desbloquear o potencial da sílica, melhorando a qualidade da dispersão.

Aplicação de sílica
A sílica (SiO2) é um material cerâmico multifuncional usado em várias indústrias para melhorar as propriedades da superfície e mecânica de vários materiais. É usado como preenchimento, aditivo de desempenho, modificador de reologia ou auxílio de processamento em muitas formulações de produtos, como tintas e revestimentos, plásticos, borrachas sintéticas, adesivos, selantes ou isolamento. Em particular, a sílica fumaça (sílica amorfa) ou microssílica é adicionada ao concreto para melhorar a resistência e a durabilidade do concreto. A fumaça de sílica também é usada no concreto refratário para reduzir a porosidade e aumentar a força por meio da melhoria da embalagem de partículas.

Dispersão de sílica
A sílica está disponível em uma variedade de formas hidrofílicas e hidrofóbicas e geralmente é usada em tamanhos de partículas muito finos. Normalmente, a sílica não se dispersa bem após a umidade. Ele também adiciona muitas pequenas bolhas de ar à fórmula do produto.
Para a maioria das aplicações de sílica, a dispersão boa e uniforme é importante. Especialmente quando usados ​​em tintas e lacas para melhorar a resistência a arranhões, as partículas de sílica precisam ser pequenas o suficiente para não interferir na luz visível para evitar a névoa e manter a clareza. Para a maioria dos revestimentos, a sílica precisa ter menos de 40 nm para atender a esse requisito. Para outras aplicações, a aglomeração de partículas impede que cada partícula de sílica individual interaja com o meio circundante. A ultrassom provou ser mais eficaz na dispersão de sílica em comparação com outros métodos de mistura de cisalhamento alto. Em tamanhos agregados superiores a 200 mícrons, a maioria das partículas foi reduzida para menos de 200 nanômetros.

Tratamento ultrassônico
Três pós de TiO2 foram utilizados neste trabalho: nanopartículas P25, nanopartículas ST21 e submicron HT0514. P25 e HT0514 foram preparados por síntese de fase gasosa; O ST21 foi fabricado por síntese química úmida. Os poliacrilatos de sódio (PAA) com pesos moleculares médios de 1200, 2100, 8000, 15000 e 30.000 foram usados ​​como dispersantes poliméricos. Para preparar uma suspensão aquosa, o pó de TiO2 foi misturado com PAA na água. Ajuste o pH com solução de amônia (20%, grau analítico). Para sonicação, 50 ml da suspensão foram sonicados em um copo de 100 ml por 30 minutos. Para evitar a ebulição da água e a gelificação do PAA, a suspensão foi irradiada 10 vezes por 3 minutos cada, pois 3 minutos de irradiação contínua resultaram em um aumento de temperatura de 60 a 70 ° C. Após 3 minutos de cada irradiação sucessiva, a suspensão foi resfriada por 10 minutos.

Utilizamos dois conjuntos de equipamentos ultrassônicos, frequência: 20 kHz; amplitude: 30 - 34 mm; Geração de energia: 70 - 120 W; Diâmetro da cabeça da ferramenta: 26 mm, após 30 minutos de tratamento ultrassônico, a água foi reduzida em cerca de 10 devido à evaporação ML. Os pesos foram medidos antes e após a sonicação, e a água pura foi adicionada para compensar as perdas. Independentemente da amplitude da vibração e do diâmetro da sonda, a viscosidade e o tamanho médio das partículas dos aglomerados suspensos diminuíram com o tempo de irradiação. Eventualmente, a solução se torna transparente e as partículas SiO2 se tornam significativamente menores.