超聲波分散二氧化矽

更新時間：2024-03-14

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　　二氧化矽因其耐磨性，電絕緣性和高熱穩定性而在各種工業中使用。超聲波分散有助於通過改善分散質量來發揮二氧化矽的潛力。

　　二氧化矽應用：

　　二氧化矽（SiO 2）是一種多功能陶瓷材料，用於各種工業，以改善各種材料的表麵和機械性能。它在許多產品配方中用作填料，性能添加劑，流變改性劑或加工助劑，例如油漆和塗料，塑料，合成橡膠，粘合劑，密封劑或絕緣材料。特別是將矽灰（無定形二氧化矽）或矽微粉添加到混凝土中以改善混凝土強度和耐久性。矽灰還用於耐火混凝土中，以減少孔隙率並通過改進的顆粒填充來增強強度。

　　二氧化矽分散體：

　　二氧化矽有多種親水和疏水形式，通常用於極細的粒徑。通常，二氧化矽在潤濕後不能很好地分散。它還會使產品配方中增加很多微小氣泡。

　　對於大多數二氧化矽應用，良好而均勻的分散是很重要的。特別是當用於塗料和漆中以改善耐刮擦性時，二氧化矽顆粒需要足夠小以不幹擾可見光以避免霧度並保持透明度。對於大多數塗層，二氧化矽需要小於40nm才能滿足這一要求。對於其他應用，顆粒附聚阻礙每個單獨的二氧化矽顆粒與周圍介質相互作用。與其他高剪切混合方法相比，超聲波處理已經證明在二氧化矽分散方麵更有效。在聚集體粒度大於200微米，大部分顆粒減少到小於200納米。

　　超聲波處理：

　　在這項工作中使用了三種TiO2粉末：納米顆粒P25，納米顆粒ST21和亞微米HT0514。P25和HT0514通過氣相合成製備；ST21通過濕化學合成製造。平均分子量為1200，2100，8000，15000和30，000的聚丙烯酸鈉（PAA）用作聚合物分散劑。為製備水性懸浮液，將TiO 2粉末與PAA在水中混合。用氨溶液（20％，分析級）調節pH。對於超聲波處理，將50mL懸浮液在100mL燒杯中超聲照射30分鍾。為了防止水沸騰和PAA膠凝，將懸浮液照射10次，每次3分鍾，因為3分鍾的連續照射導致溫度升高60-70℃。每次連續照射3分鍾後，將懸浮液冷卻10分鍾。

　　我們使用了兩套超聲波設備，頻率：20 kHz；振幅：30-34毫米；發電量：70-120W；工具頭直徑：26mm，經過30分鍾的超聲波處理後，由於蒸發，水減少了約10毫升。在超聲波處理之前和之後測量重量，並且添加純水以補償損失。無論振動幅度大小和探頭直徑大小如何，懸浮團聚體的粘度和平均粒徑均隨輻照時間的延長而減小。終使溶液變得透明，sio2顆粒明顯變小。

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