Dispersão ultrassônica de sílica
A sílica é utilizada em várias indústrias devido à sua resistência ao desgaste, isolamento elétrico e alta estabilidade térmica. A dispersão ultrassônica ajuda a realizar o potencial da sílica, melhorando a qualidade da dispersão.
Aplicações de sílica
A sílica (SiO 2) é um material cerâmico multifuncional usado em várias indústrias para melhorar a superfície e as propriedades mecânicas de vários materiais. É usado como enchimento, aditivo de desempenho, modificador de reologia ou auxiliar de processamento em muitas formulações de produtos, como tintas e revestimentos, plásticos, borracha sintética, adesivos, selantes ou materiais isolantes. Em particular, a sílica ativa (sílica amorfa) ou pó de sílica é adicionada ao concreto para melhorar a resistência e a durabilidade do concreto. A sílica ativa também é usada no concreto refratário para reduzir a porosidade e aumentar a resistência por meio de um empacotamento de partículas aprimorado.
Dispersão de sílica
A sílica tem uma variedade de formas hidrofílicas e hidrofóbicas e é geralmente usada para tamanhos de partícula muito finos. Geralmente, a sílica não se dispersa bem após umedecer. Ele também adicionará muitas bolhas minúsculas à formulação do produto.
Para a maioria das aplicações de sílica, uma dispersão boa e uniforme é importante. Especialmente quando usado em tintas e vernizes para melhorar a resistência a arranhões, as partículas de sílica precisam ser pequenas o suficiente para não interferir na luz visível para evitar o embaçamento e manter a transparência. Para a maioria dos revestimentos, a sílica precisa ser inferior a 40 nm para atender a esse requisito. Para outras aplicações, a aglomeração de partículas impede que cada partícula de sílica interaja com o meio circundante. Em comparação com outros métodos de mistura de alto cisalhamento, o tratamento ultrassônico provou ser mais eficaz na dispersão de sílica. Quando o tamanho da partícula agregada é maior que 200 mícrons, a maioria das partículas é reduzida para menos de 200 nanômetros.
Tratamento ultra-sônico
Três tipos de pó de TiO2 foram usados neste trabalho: nanopartícula P25, nanopartícula ST21 e sub-micron HT0514. P25 e HT0514 são produzidos por síntese em fase gasosa; ST21 é produzido por síntese química úmida. Poliacrilato de sódio (PAA) com um peso molecular médio de 1200, 2100, 8000, 15000 e 30.000 é usado como um dispersante de polímero. Para preparar uma suspensão aquosa, pó de TiO 2 e PAA são misturados em água. Ajuste o pH com solução de amônia (20%, grau analítico). Para o tratamento ultrassônico, 50 mL da suspensão foram irradiados ultrassonicamente em um béquer de 100 mL por 30 minutos. Para evitar a ebulição da água e a gelificação do PAA, a suspensão foi irradiada 10 vezes durante 3 minutos de cada vez, porque a irradiação contínua de 3 minutos fez com que a temperatura subisse 60-70 ° C. Após 3 minutos de irradiação contínua de cada vez, a suspensão foi arrefecida durante 10 minutos.
Usamos 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. O peso foi medido antes e depois do tratamento ultrassônico, e água pura foi adicionada para compensar a perda. Independentemente da amplitude de vibração e do diâmetro da sonda, a viscosidade e o tamanho médio das partículas dos aglomerados suspensos diminuem com o prolongamento do tempo de irradiação. Finalmente, a solução se torna transparente e as partículas de sio2 tornam-se significativamente menores.
