Dispersió per ultrasons de sílice
La sílice s’utilitza en diverses indústries a causa de la seva resistència al desgast, aïllament elèctric i alta estabilitat tèrmica. La dispersió per ultrasons ajuda a aprofitar el potencial de la sílice millorant la qualitat de la dispersió.
Aplicacions de sílice
La sílice (SiO 2) és un material ceràmic multifuncional utilitzat en diverses indústries per millorar la superfície i les propietats mecàniques de diversos materials. S'utilitza com a farcit, additiu de rendiment, modificador de la reologia o ajut al processament en moltes formulacions de productes, com pintures i recobriments, plàstics, cautxú sintètic, adhesius, segellants o materials aïllants. En particular, s’afegeix fum de sílice (sílice amorfa) o pols de sílice al formigó per millorar la resistència i la durabilitat del formigó. El fum de sílice també s’utilitza en formigons refractaris per reduir la porositat i augmentar la resistència gràcies a un millor embalatge de partícules.
Dispersió de sílice
La sílice té una varietat de formes hidrofíliques i hidròfobes i s’utilitza generalment per a mides de partícules molt fines. En general, la sílice no es dispersa bé després de mullar-se. També afegirà moltes bombolles petites a la formulació del producte.
Per a la majoria d’aplicacions de sílice, és important una bona i uniforme dispersió. Especialment quan s’utilitzen en pintures i lacats per millorar la resistència a les ratllades, les partícules de sílice han de ser prou petites per no interferir amb la llum visible per evitar la boira i mantenir la transparència. Per a la majoria de recobriments, la sílice ha de ser inferior a 40 nm per complir aquest requisit. Per a altres aplicacions, l’aglomeració de partícules impedeix que cada partícula de sílice interactuï amb el medi circumdant. En comparació amb altres mètodes de barreja d’alta cisalla, el tractament per ultrasons ha demostrat ser més eficaç en la dispersió de sílice. Quan la mida de les partícules agregades és superior a 200 micres, la majoria de les partícules es redueixen a menys de 200 nanòmetres.
Tractament per ultrasons
En aquest treball s’han utilitzat tres tipus de pols de TiO2: nano-partícules P25, nano-partícules ST21 i sub-micres HT0514. P25 i HT0514 es produeixen mitjançant síntesi de fase gasosa; ST21 es produeix per síntesi química humida. El poliacrilat de sodi (PAA) amb un pes molecular mitjà de 1200, 2100, 8000, 15000 i 30.000 s’utilitza com a dispersant de polímers. Per preparar una suspensió aquosa, es barreja pols de TiO 2 i PAA amb aigua. Ajusteu el pH amb una solució d’amoníac (20%, grau analític). Per al tractament per ultrasons, 50 ml de la suspensió es van irradiar per ultrasons en un vas de precipitats de 100 ml durant 30 minuts. Per tal d'evitar el bull de l'aigua i la gelificació PAA, la suspensió es va irradiar 10 vegades durant 3 minuts cada vegada, perquè la irradiació continuada de 3 minuts va provocar que la temperatura augmentés entre 60 i 70 ° C. Després de 3 minuts d'irradiació contínua cada vegada, la suspensió es va refredar durant 10 minuts.
Hem utilitzat dos equips d’ultrasons, de freqüència: 20 kHz; amplitud: 30-34 mm; generació d’energia: 70-120 W; diàmetre del cap de l'eina: 26 mm. Després de 30 minuts de tractament per ultrasons, l’aigua es va reduir en uns 10 a causa de l’evaporació. Ml. El pes es va mesurar abans i després del tractament per ultrasons i es va afegir aigua pura per compensar la pèrdua. Independentment de l’amplitud de les vibracions i del diàmetre de la sonda, la viscositat i la mida mitjana de les partícules dels aglomerats en suspensió disminueixen amb la prolongació del temps d’irradiació. Finalment, la solució es torna transparent i les partícules de sio2 es redueixen significativament.
