超声波分散二氧化硅

更新时间：2024-03-14

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　　二氧化硅因其耐磨性，电绝缘性和高热稳定性而在各种工业中使用。超声波分散有助于通过改善分散质量来发挥二氧化硅的潜力。

　　二氧化硅应用：

　　二氧化硅（SiO 2）是一种多功能陶瓷材料，用于各种工业，以改善各种材料的表面和机械性能。它在许多产品配方中用作填料，性能添加剂，流变改性剂或加工助剂，例如油漆和涂料，塑料，合成橡胶，粘合剂，密封剂或绝缘材料。特别是将硅灰（无定形二氧化硅）或硅微粉添加到混凝土中以改善混凝土强度和耐久性。硅灰还用于耐火混凝土中，以减少孔隙率并通过改进的颗粒填充来增强强度。

　　二氧化硅分散体：

　　二氧化硅有多种亲水和疏水形式，通常用于极细的粒径。通常，二氧化硅在润湿后不能很好地分散。它还会使产品配方中增加很多微小气泡。

　　对于大多数二氧化硅应用，良好而均匀的分散是很重要的。特别是当用于涂料和漆中以改善耐刮擦性时，二氧化硅颗粒需要足够小以不干扰可见光以避免雾度并保持透明度。对于大多数涂层，二氧化硅需要小于40nm才能满足这一要求。对于其他应用，颗粒附聚阻碍每个单独的二氧化硅颗粒与周围介质相互作用。与其他高剪切混合方法相比，超声波处理已经证明在二氧化硅分散方面更有效。在聚集体粒度大于200微米，大部分颗粒减少到小于200纳米。

　　超声波处理：

　　在这项工作中使用了三种TiO2粉末：纳米颗粒P25，纳米颗粒ST21和亚微米HT0514。P25和HT0514通过气相合成制备；ST21通过湿化学合成制造。平均分子量为1200，2100，8000，15000和30，000的聚丙烯酸钠（PAA）用作聚合物分散剂。为制备水性悬浮液，将TiO 2粉末与PAA在水中混合。用氨溶液（20％，分析级）调节pH。对于超声波处理，将50mL悬浮液在100mL烧杯中超声照射30分钟。为了防止水沸腾和PAA胶凝，将悬浮液照射10次，每次3分钟，因为3分钟的连续照射导致温度升高60-70℃。每次连续照射3分钟后，将悬浮液冷却10分钟。

　　我们使用了两套超声波设备，频率：20 kHz；振幅：30-34毫米；发电量：70-120W；工具头直径：26mm，经过30分钟的超声波处理后，由于蒸发，水减少了约10毫升。在超声波处理之前和之后测量重量，并且添加纯水以补偿损失。无论振动幅度大小和探头直径大小如何，悬浮团聚体的粘度和平均粒径均随辐照时间的延长而减小。终使溶液变得透明，sio2颗粒明显变小。