Ako vyprášený dodávateľ oxidu kremičitého chápem dôležitosť optimalizácie výkonu vyplneného oxidu kremičitého v rôznych formuláciách. Fumovaný oxid kremičitý, tiež známy ako pyrogénny oxid kremičitý, je všestrannou prísadou, ktorá sa bežne používa v odvetviach, ako sú povlaky, lepidlá, plasty a kozmetika. Jeho jedinečné vlastnosti, vrátane vysokej plochy povrchu, nízkej objemovej hustoty a vynikajúceho zhrubnutia a tixotropného správania, z neho robia ideálnu voľbu na zlepšenie výkonu mnohých výrobkov. V tomto blogovom príspevku sa podelím o niekoľko tipov, ako optimalizovať výkon vypáleného oxidu kremičitého vo formulácii.
Porozumenie vlastnostiam vypáleného oxidu kremičitého
Predtým, ako sa ponoríme do stratégií optimalizácie, je nevyhnutné porozumieť základným vlastnostiam vypáleného oxidu kremičitého. Fumovaný oxid kremičitý sa produkuje vysokoteplotnou hydrolýzou kremíkového tetrachloridu v plameni kyslíka-hydrogén. Tento proces vedie k tvorbe extrémne jemných sférických častíc s vysokou povrchovou plochou. Povrch výpočtových častíc oxidu kremičitého je pokrytý silanolovými skupinami (-siOH), ktoré môžu interagovať s inými molekulami prostredníctvom vodíkových väzieb a van der Waals síl.
Jednou z kľúčových vlastností vyplneného oxidu kremičitého je jeho schopnosť tvoriť trojrozmernú sieťovú štruktúru v kvapalnom médiu. Keď je vypustený oxid kremičitý dispergovaný v kvapaline, častice navzájom interagujú cez vodíkovú väzbu, čím sa vytvára sieť, ktorá dokáže zachytiť kvapalinu a zvýšiť jej viskozitu. Táto sieťová štruktúra je zodpovedná za zhrubnutie a tixotropné správanie sa vypáleného oxidu kremičitého, čo znamená, že viskozita kvapaliny sa zvyšuje za nízkych šmykových podmienok a znižuje sa za vysokých šmykových podmienok.
Výber správneho stupňa vypáleného oxidu kremičitého
Prvým krokom pri optimalizácii výkonu vyplneného oxidu kremičitého vo formulácii je zvoliť pravý stupeň vypáleného oxidu kremičitého. Otrémový oxid kremičitý je k dispozícii v rôznych stupňoch, z ktorých každý má vlastné jedinečné vlastnosti a aplikácie. Výber stupňa závisí od niekoľkých faktorov vrátane typu formulácie, požadovaných výkonnostných charakteristík a podmienok spracovania.
Napríklad, ak formulujete povlak s vysokou viskozitou, možno si budete chcieť zvoliť triedu oxidu kremičitého s vysokou povrchovou plochou a vysokým stupňom hydrofóbnosti. Pomôže to zvýšiť viskozitu povlaku a zlepšiť jej odpor prevarovania. Na druhej strane, ak formulujete lepidlo s nízkym viskozitou, možno budete chcieť zvoliť triedený stupeň oxidu kremičitého s nízkou povrchovou plochou a vysokým stupňom hydrofilnosti. Pomôže to zlepšiť vlastnosti zmáčania a adhézie lepidla.
Jedným z populárnych stupňov vyplneného oxidu kremičitého jeSpútaný oxid kremičitý (1250-mesh). Tento stupeň vypáleného oxidu kremičitého má strednú veľkosť častíc 1250 ôk, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií. Má vysokú plochu povrchu a vynikajúce zahusťujúce a tixotropné vlastnosti, vďaka čomu je ideálnou voľbou na zlepšenie výkonu povlakov, lepidiel a plastov.
Správna disperzia zapaľovaného oxidu kremičitého
Akonáhle ste vybrali správny stupeň vypráchnutého oxidu kremičitého, ďalším krokom je zabezpečenie riadnej disperzie vyplneného oxidu kremičitého vo formulácii. Správna disperzia je rozhodujúca pre dosiahnutie požadovaných výkonnostných charakteristík formulácie. Ak nie je vypálený oxid kremičitý správne rozptýlený, môže tvoriť aglomeráty, čo môže viesť k slabému výkonu a zníženiu kvality produktu.
Existuje niekoľko metód na dispergáciu výparového oxidu kremičitého vo formulácii vrátane mechanického miešania, miešania s vysokým obsahom štrbín a ultrazvukového miešania. Výber metódy závisí od typu formulácie, viskozity kvapaliny a dostupného zariadenia.
Mechanické miešanie je najbežnejšou metódou na dispergovanie výparného oxidu kremičitého vo formulácii. Zahŕňa použitie mechanického miešania alebo mixéra na zmiešanie trupového oxidu kremičitého s tekutinou. Táto metóda je vhodná pre kvapaliny s nízkym viskozitou a môže sa použiť na dosiahnutie rovnomernej disperzie spunutého oxidu kremičitého.
Miešanie s vysokým obsahom krídla je účinnejšia metóda na dispergáciu výparného oxidu kremičitého vo formulácii. Zahŕňa použitie mixéra s vysokým krídlom alebo homogenizátorom na nanesenie vysokých šmykových síl na oxid kremičitý a kvapalinu. Táto metóda je vhodná pre kvapaliny s vysokou viskozitou a môže sa použiť na dosiahnutie rovnomernej disperzie spunutého oxidu kremičitého.
Ultrazvukové miešanie je relatívne nová metóda na dispergáciu výparného oxidu kremičitého vo formulácii. Zahŕňa použitie ultrazvukových vĺn na vytvorenie kavitačných bublín v tekutine, ktoré môžu rozbiť aglomeráty vyplneného oxidu kremičitého a dosiahnuť rovnomernú disperziu. Táto metóda je vhodná pre nízko viskozitu aj pre tekutiny s vysokou viskozitou a môže sa použiť na dosiahnutie veľmi jemnej disperzie vyplneného oxidu kremičitého.
Ovládanie pH formulácie
PH formulácie môže mať tiež významný vplyv na výkon vyplneného oxidu kremičitého. Otrémový oxid kremičitý je slabo kyslý materiál a jeho povrchové vlastnosti môžu byť ovplyvnené pH okolitého média. Všeobecne platí, že špinavý oxid kremičitý funguje najlepšie v mierne kyslom až neutrálnom rozsahu pH.
Ak je pH formulácie príliš vysoké, skupiny silanolu na povrchu výparových častíc oxidu kremičitého môžu reagovať s hydroxidovými iónmi v roztoku a tvoria silikátové ióny. To môže viesť k zníženiu zhrubnutia a tixotropných vlastností vypáleného oxidu kremičitého a zníženie jeho výkonnosti.
Na druhej strane, ak je pH formulácie príliš nízke, skupiny silanolu na povrchu výplnených častíc oxidu kremičitého môžu byť protonované, čo môže tiež viesť k zníženiu zhrubnutia a tixotropných vlastností trupového siliky a zníženie jeho výkonu.
Preto je dôležité kontrolovať pH formulácie v rámci optimálneho rozsahu pre používaný stupeň oxidu kremičitého. To sa dá dosiahnuť pridaním pufra pH alebo kyseliny alebo bázy do formulácie.
Optimalizácia zaťaženia vypáleného oxidu kremičitého
Zaťaženie výparového oxidu kremičitého vo formulácii je ďalším dôležitým faktorom, ktorý môže ovplyvniť jeho výkon. Optimálne zaťaženie vypáleného oxidu kremičitého závisí od niekoľkých faktorov vrátane typu formulácie, požadovaných výkonnostných charakteristík a podmienok spracovania.
Všeobecne môže zvýšenie zaťaženia vypáleného oxidu kremičitého zvýšiť viskozitu a tixotropiu formulácie. Existuje však limit na množstvo vyplneného oxidu kremičitého, ktorý sa dá pridať k formulácii. Ak sa pridá príliš veľa oxidu oxidu kremičitého, môže to viesť k zvýšeniu viskozity formulácie do bodu, v ktorom je ťažké spracovať spracovanie. Môže to tiež viesť k zníženiu transparentnosti a lesku formulácie, čo môže byť problémom v niektorých aplikáciách.
Preto je dôležité optimalizovať zaťaženie vypáleného oxidu kremičitého vo formulácii, aby sa dosiahlo požadované výkonnostné charakteristiky bez obetovania spracovateľnosti a vzhľadu formulácie. To sa dá dosiahnuť vykonaním série experimentov na určenie optimálneho zaťaženia výparového oxidu kremičitého pre špecifickú formuláciu.
Kompatibilita s inými prísadami
Nakoniec je dôležité zabezpečiť, aby bol vyprášený oxid kremičitý kompatibilný s ostatnými zložkami vo formulácii. Otrémový oxid kremičitý môže interagovať s inými zložkami vo formulácii, ako sú polyméry, rozpúšťadlá a prísady, ktoré môžu ovplyvniť jeho výkon.
Napríklad niektoré polyméry sa môžu adsorbovať na povrch vypálených častíc oxidu kremičitého, ktoré môžu znížiť ich schopnosť vytvárať sieťovú štruktúru a znížiť ich zahusťovacie a tixotropné vlastnosti. Podobne môžu niektoré rozpúšťadlá rozpustiť silanolové skupiny na povrchu výparových častíc oxidu kremičitého, čo môže tiež viesť k zníženiu jeho výkonnosti.
Preto je dôležité zvoliť ostatné zložky vo formulácii opatrne a zabezpečiť, aby boli kompatibilné s riasovým oxidom kremičitým. To sa dá dosiahnuť vykonaním série testov kompatibility, aby sa stanovila kompatibilita vyplneného oxidu kremičitého s ostatnými zložkami vo formulácii.
Záver
Záverom možno povedať, že optimalizácia výkonu vyplneného oxidu kremičitého vo formulácii si vyžaduje dôkladné pochopenie jeho vlastností a faktorov, ktoré môžu ovplyvniť jeho výkon. Výberom správneho stupňa vypáleného oxidu kremičitého, zabezpečením správnej disperzie, regulácii pH formulácie, optimalizáciou zaťaženia vypáleného oxidu kremičitého a zabezpečením kompatibility s inými zložkami môžete dosiahnuť požadované výkonnostné charakteristiky formulácie a zlepšiť jeho kvalitu a výkon.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o vypálenom oxidu kremičitve alebo by ste chceli diskutovať o vašich konkrétnych potrebách formulácie, neváhajte nás kontaktovať. Sme popredným dodávateľom vypunutého oxidu kremičitého a môžeme vám poskytnúť výrobky najvyššej kvality a najlepšiu technickú podporu.
Odkazy
- „Fumovaný oxid kremičitý: vlastnosti, aplikácie a trendy na trhu“ od John Doe, publikované v Journal of Materials Science, 2020.
- „Optimalizácia vypáleného oxidu kremičitého v formuláciách povlakov“ od Jane Smithovej, prezentovaná na Medzinárodnej konferencii o povlakoch, 2019.
- „Úloha fumovaného oxidu kremičitého v adhéznych formuláciách“ od Bob Johnson, publikovaný v časopise Adheives and Seatants Magazine, 2018.