Dispersion ultrasonique de silice
La silice est utilisée dans diverses industries en raison de sa résistance à l'usure, de son isolation électrique et de sa stabilité thermique élevée. La dispersion par ultrasons aide à réaliser le potentiel de la silice en améliorant la qualité de la dispersion.
Applications de silice
La silice (SiO 2) est un matériau céramique multifonctionnel utilisé dans diverses industries pour améliorer la surface et les propriétés mécaniques de divers matériaux. Il est utilisé comme charge, additif de performance, modificateur de rhéologie ou auxiliaire de fabrication dans de nombreuses formulations de produits, telles que les peintures et revêtements, les plastiques, le caoutchouc synthétique, les adhésifs, les mastics ou les matériaux isolants. En particulier, de la fumée de silice (silice amorphe) ou de la poudre de silice est ajoutée au béton pour améliorer sa résistance et sa durabilité. La fumée de silice est également utilisée dans le béton réfractaire pour réduire la porosité et augmenter la résistance grâce à un meilleur compactage des particules.
Dispersion de silice
La silice a une variété de formes hydrophiles et hydrophobes et est généralement utilisée pour des tailles de particules très fines. Généralement, la silice ne se disperse pas bien après mouillage. Cela ajoutera également beaucoup de petites bulles à la formulation du produit.
Pour la plupart des applications de silice, une dispersion bonne et uniforme est importante. Surtout lorsqu'elles sont utilisées dans les peintures et les laques pour améliorer la résistance aux rayures, les particules de silice doivent être suffisamment petites pour ne pas interférer avec la lumière visible afin d'éviter le voile et de maintenir la transparence. Pour la plupart des revêtements, la silice doit être inférieure à 40 nm pour répondre à cette exigence. Pour d'autres applications, l'agglomération des particules empêche chaque particule de silice d'interagir avec le milieu environnant. Comparé à d'autres méthodes de mélange à cisaillement élevé, le traitement par ultrasons s'est avéré plus efficace dans la dispersion de la silice. Lorsque la taille des particules agrégées est supérieure à 200 microns, la plupart des particules sont réduites à moins de 200 nanomètres.
Traitement par ultrasons
Trois types de poudres de TiO2 ont été utilisées dans ce travail : nano-particule P25, nano-particule ST21 et sub-micronique HT0514. P25 et HT0514 sont produits par synthèse en phase gazeuse ; ST21 est produit par synthèse chimique humide. Le polyacrylate de sodium (PAA) avec un poids moléculaire moyen de 1200, 2100, 8000, 15000 et 30 000 est utilisé comme dispersant polymère. Pour préparer une suspension aqueuse, la poudre de TiO 2 et le PAA sont mélangés dans de l'eau. Ajuster le pH avec une solution d'ammoniaque (20 %, qualité analytique). Pour le traitement par ultrasons, 50 ml de la suspension ont été irradiés par ultrasons dans un bécher de 100 ml pendant 30 minutes. Afin d'empêcher l'ébullition de l'eau et la gélification du PAA, la suspension a été irradiée 10 fois pendant 3 minutes à chaque fois, car l'irradiation continue de 3 minutes a provoqué une augmentation de la température de 60-70°C. Après 3 minutes d'irradiation continue à chaque fois, la suspension a été refroidie pendant 10 minutes.
Nous avons utilisé deux ensembles d'équipements à ultrasons, fréquence : 20 kHz ; amplitude : 30-34 mm ; production d'électricité : 70-120 W ; diamètre de la tête de l'outil : 26 mm. Après 30 minutes de traitement aux ultrasons, l'eau a été réduite d'environ 10 en raison de l'évaporation. Ml. Le poids a été mesuré avant et après le traitement aux ultrasons, et de l'eau pure a été ajoutée pour compenser la perte. Quels que soient l'amplitude de vibration et le diamètre de la sonde, la viscosité et la granulométrie moyenne des agglomérats en suspension diminuent avec l'allongement de la durée d'irradiation. Enfin, la solution devient transparente et les particules de sio2 deviennent nettement plus petites.
