کلوخه زدایی نانو ذرات سیلیکا به کمک اولتراسونیک
نانو ذرات سیلیکا مانند بخار سیلیکا[1](به عنوان مثال Aerosil) یک افزودنی پر کاربرد در صنایع مختلف است. برای به دست آوردن نانوسیلیس کاملاً کاربردی با مشخصات مواد مطلوب، ذرات نانو سیلیس باید از هم جدا شوند و به صورت ذرات منفرد پراکنده و توزیع شوند.
ثابت شده است که باز کردن نانوذرات با اولتراسونیک یک تکنیک بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای توزیع یکنواخت نانوسیلیس به عنوان ذرات منفرد پراکنده در یک سوسپانسیون است.
نانوذرات سیلیس – خصوصیات و کاربردها
سیلیس (SiO2) و به ویژه نانو ذرات سیلیس (Si-NP) افزودنی‌های رایج در بسیاری از صنایع هستند. ذرات سیلیس به ابعاد نانو سطح بسیار بزرگی را ارائه می‌دهند و ویژگی‌های منحصر به فردی در ذرات ایجاد می‌کنند، که در بسیاری از صنایع برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، ویژگی‌های منحصر به فرد مواد SiO2 در اندازه نانو به منظور تقویت(نانو) کامپوزیت‌ها، بتن و سایر مواد استفاده می‌شود. به عنوان مثال می‌توان به پوشش‌های مبتنی بر نانوسیلیس اشاره کرد که ویژگی‌های ضد‌حریق یا شیشه‌ای با پوشش نانوسیلیکا که در نتیجه خاصیت ضد بازتاب به دست می‌آورد. در صنعت ساختمان، از کف سیلیس(میکروسیلیس) و نانوسیلیس به عنوان ماده‌ای بسیار پوزولانیک[1] استفاده می‌شود که برای افزایش کارایی و همچنین خواص مکانیکی و دوام بتن استفاده می‌شود. هنگامی که کف سیلیکا و نانوسیلیس مقایسه می‌شود، پوزولان SiO2 نانو ساختار در مراحل اولیه نسبت به کف سیلیکا فعال‌تر است زیرا نانوسیلیس سطح خاص و ظرافت قابل توجهی بیشتری را ارائه می دهد. سطح بزرگتر مکان‌های بیشتری را برای واکنش با بتن فراهم می‌کند و با عملکرد به عنوان یک هسته، به طور خاص به یک ریز ساختار بتن کمک می‌کند. نفوذ پذیری گاز، شاخصی برای دوام بتن، در بتونی که با نانو سیلیس تقویت می‌شود در مقایسه با بتن حاوی کف سیلیکا سنتی بهبود می‌یابد. در پزشکی و علوم زیستی، نانوذرات SiO2 به طور گسترده‌ای برای کاربردهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است زیرا سطح وسیع، زیست سازگاری عالی و اندازه منافذ قابل تنظیم نانوسیلیس طیف گسترده‌ای از کاربردهای جدید از جمله تحویل دارو را ارائه می‌دهد.
و نمودار قرمز بعد ز تابش فراصوت است.
نمودار سبز، اندازه نانوذرات سیلیکا قبل از تابش فراصوت و نمودار قرمز بعد ز تابش فراصوت است.
اولتراسونیک و پراکندگی (دیسپرس) نانو سیلیس
اصل کار باز شدن(کلوخه زدایی) و پراکندگی (دیسپرس) اولتراسونیک بر اساس اثرات ایجاد حفره اولتراسونیک ایجاد می‌شود که از نظر علمی به آن حفره‌سازی صوتی گفته می‌شود. استفاده از التراسوند با فرکانس پایین و زیاد در مایعات یا دوغاب‌ها می تواند باعث ایجاد حفره صوتی و در نتیجه شرایط شدید می‌شود، که به صورت نقطه‌ای و تحت فشار و درجه حرارت بسیار بالا و جریان میکرو با جت‌های مایع تا m / s 280رخ می‌دهد. این اثرات شدید فیزیکی و مکانیکی کاویتاسیون اولتراسونیک باعث فرسایش در سطح ذرات و همچنین خرد شدن ذرات از طریق برخورد بین ذرات می‌شود. این نیروهای شدید حفره اولتراسونیک/آکوستیکی باعث می‌شود که فراصوت به عنوان یک روش بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای کلوخه‌زدایی و پراکندگی(دیسپرس) ذرات در ابعاد نانو مانند نانو سیلیس، نانولوله ها و سایر مواد نانو مورد استفاده قرار گیرد.
تابش التراسونیک به سیلیس با غلظت های جامد بالا و مایعات چسبناک
پخش ذرات نانو در غلظت های پایین در حال حاضر چالش برانگیز است زیرا باید از نیروهای پیوند شیمیایی مانند پیوندهای یونی، پیوندهای کووالانسی، پیوندهای هیدروژن و فعل و انفعالات ون در والس عبور کرد. با افزایش غلظت ذرات نانو، به عنوان مثال، ذرات نانو سیلیس، برهمکنش شیمیایی بین ذرات نانو نیز به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این بدان معنی است که یک روش پراکندگی(دیسپرس) قدرتمند برای دستیابی به نتایج پراکندگی پایدار خوب و طولانی مدت ضروری است. از هموژنایزرهای اولتراسونیک به عنوان روش پراکندگی مطمئن و بسیار کارآمد استفاده می‌شود که به راحتی قادر به پردازش دوغاب با ویسکوزیته بالا و حتی خمیر با غلظت جامد بسیار بالا است. قابلیت پردازش دوغاب با درصد جامد بالای ذرات نانو، فراصوت را به فناوری پراکندگی ترجیحی مواد نانو تبدیل می‌کند. التراسوندهای صنعتی شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) می توانند دوغاب یا خمیرمایه شما را در یک راکتور خطی مداوم پردازش کنند تا زمانی که بتوان از طریق پمپ تغذیه کرد.
تولید اولتراسونیک نانوسیال سیلیکا
Modragon و همکاران. (2012) نانو سیالات سیلیس تهیه شده با روش پراکندگی نانو ذرات سیلیس در آب مقطر با استفاده از اولتراسونیکاتور نوع پروبی به منظور تولید نانو سیالات سیلیس پایدار با محتوای جامد خاص (یعنی 20٪)، با گرانروی کم و مانند رفتار مایع، شامل یک تیمار انرژی زیاد با یک پروب التراسوند به مدت 5 دقیقه، محیط پایه (مقادیر pH بالاتر از 7) و هیچ نمکی اضافه نمی‌شود. پراکندگی اولتراسونیک منجر به نانوسیال با ویسکوزیته پایین می شود. نانوسیالات التراسوند آماده مانند مایع رفتار می‌کنند و به لطف پراکندگی خوبی که با فراصوت حاصل می‌شود، در مدت زمان بسیار کوتاهی با 20 درصد بارگذاری جامد آماده می شوند. “از بین همه روش های پراکندگی موجود، دیسپرس با پروب‌های اولتراسونیک به عنوان مؤثرترین روش تأیید شده است.” (Modragon و همکاران ، 2012) Petzold و همکاران. (2009) در مورد یافتن غلظت پودر Aerosil به همان نتیجه رسید که پروب اولتراسونیک با توجه به انرژی بسیار متمرکز به کار رفته، مؤثرترین سیستم پراکندگی (دیسپرس) است.
دستگاه های التراسوند برای باز کردن و پراکندگی نانوذرات سیلیس
هنگامی که از نانو سیلیس در کاربردهای صنعتی، تحقیقاتی یا علوم مواد استفاده می‌شود، پودر سیلیس خشک باید در یک فاز مایع قرار گیرد. پراکندگی نانو سیلیس به یک روش دیسپرس قابل اعتماد و مؤثر نیاز دارد، که انرژی کافی را برای جداسازی سیلیکات منفرد به کار ببرد. دستگاه‌های اولتراسونیک به عنوان پراکنده کنندگان های قدرتمند و قابل اطمینان شناخته می‌شوند ، بنابراین برای از بین بردن کلوخه و توزیع مواد مختلف مانند سیلیس، نانولوله ها، گرافن، مواد معدنی و بسیاری از مواد دیگر به صورت همگن در یک فاز مایع استفاده می‌شوند.
شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) پخش کننده‌های اولتراسونیک(هموژنایزرهای التراسونیک) با کارایی بالا را برای هر نوع کاربردهای همگن‌سازی و انعطاف پذیری طراحی، توزیع و تولید می‌کند. وقتی نوبت به تولید نانو‌پراکندگی (دیسپرس) می‌رسد، کنترل دقیق فراصوت و تابش‌دهی قابل اطمینان فراصوت سوسپانسیون نانوذرات برای دستیابی به محصولات با عملکرد بالا ضروری است. پردازنده‌های شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) به شما امکان کنترل کامل کلیه پارامترهای مهم پردازش مانند ورودی انرژی، شدت اولتراسونیک، دامنه، فشار، دما و زمان نگهداری را می‌دهند. بدین ترتیب، می توانید پارامترها را به شرایط بهینه تنظیم کنید، که منجر به پراکندگی (دیسپرس) نانو با کیفیت بالا مانند دوغاب‌های نانوسیلیس می‌شود.
برای هر حجم / ظرفیت:
شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) التراسوند و مجموعه گسترده ای از لوازم جانبی را ارائه می دهد. این امکان را برای پیکربندی سیستم اولتراسونیک ایده‌آل برای برنامه و ظرفیت تولید شما فراهم می‌کند. شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) از ویال‌های کوچک حاوی چند میلی لیتر تا راکتورهای پر حجم هزار گالن در ساعت، محلول اولتراسونیک مناسب برای فرآیند شما را ارائه می‌دهد.
مقاومت:
سیستم های اولتراسونیک ما قوی و قابل اعتماد هستند. تمام دستگاه‌های التراسوند شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر(فاپن) برای عملیات 24/7/365 ساخته شده‌اند و به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند.
کاربرپسند بودن:
نرم افزار پیشرفته دستگاه‌های اولتراسونیک ما امکان انتخاب و ذخیره تنظیمات فراصوت را برای یک فراصوت ساده و قابل اعتماد فراهم می‌کند. رابط کاربری از طریق نمایشگر لمسی رنگی دیجیتال به راحتی قابل دسترسی است.
بهره وری انرژی عالی:
در مقایسه با فن آوری‌های پراکندگی(دیسپرس) جایگزین، دستگاه های التراسوند شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) با بهره وری انرژی برجسته و نتایج برتر در توزیع اندازه ذرات ، برتری دارند.
چرا التراسونیک شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) ؟
- کارآیی بالا ،
- پیشرفته ترین فناوری
- قابلیت اطمینان و استحکام
- پیمانه‌ای و درون خطی برای هر حجم – از ویال‌های کوچک تا کامیون در ساعت
- ویژگی های هوشمند نرم افزار هوشمند (به عنوان مثال ، پروتکل داده)
- CIP (تمیز در محل)
[1] پوزولان گونه‌ای خاکستر آتشفشانی ریزدانه‌است که در ساخت بتن کاربرد دارد.
[1] fumed silica