Nano-silikanın hazırlanması ve uygulanması

Nano-silika, yaygın olarak “ultra-ince beyaz karbon siyahı” olarak bilinen inorganik bir kimyasal malzemedir. Toksik olmayan, kokusuz ve kirlilik içermeyen inorganik metalik olmayan bir malzeme ve yüksek teknoloji ürünü ultra ince inorganik yeni bir malzemedir. Boyut 1~100nm arasındadır ve kümelenmesi kolay ve depolama kararlılığı zayıf olan üç boyutlu bir ağ yapısına sahiptir.

Nano-silika hazırlanması

Şu anda, nano-silika araştırmalarında hammadde olarak esas olarak sodyum silikat ve etil ortosilikat kullanılırken, endüstriyel üretim için hammaddeler çoğunlukla düşük maliyetli sodyum silikattır.

• Fiziksel yöntem

Esas olarak mekanik pulverizasyondur. Büyük parçacıklı silika, ultra ince toz haline getirme makinesi tarafından oluşturulan darbe, kesme, sürtünme ve diğer kuvvetlerin birleşik etkisi yoluyla ultra ince bir şekilde toz haline getirilir. Daha sonra, nano-silika tozunun parçacık boyutu dağılımının tekdüzeliğini ve özgüllüğünü gerçekleştirmek için farklı parçacık boyutlarındaki parçacıkları ayırmak için yüksek verimli bir gruplama cihazı kullanılır.

Fiziksel üretim süreci basittir, üretim hacmi büyüktür ve üretim sürecinin kontrolü kolaydır. Bununla birlikte, hammadde gereksinimleri daha yüksektir ve parçacık boyutu azaldıkça, yüzey enerjisinin artması nedeniyle parçacıklar topaklanır ve toz parçacıklarının parçacık boyutunu daha da küçültmek zordur.

• kimyasal yöntem

1. Kimyasal gaz fazı reaksiyonu

Bu yöntem, karıştırmak ve yakmak için organosilikon bileşikleri (organohalosilanlar, silanlar vb.), hidrojen ve oksijen veya hava kullanır. Organosilikon bileşikleri yüksek sıcaklıklarda yakıldıktan sonra, nano-silika hazırlamak için reaksiyonla üretilen suda yüksek sıcaklıkta hidrolize tabi tutulurlar.

Kimyasal gaz fazı reaksiyon yöntemi, tek tip parçacık boyutuna, küçük parçacık boyutuna ve küresel şekle, yüksek ürün saflığına ve az sayıda yüzey hidroksil grubuna sahiptir. Bu yöntemin kimyasal reaksiyonlara neden olması için, reaktanları moleküllere aktive etmek için ısıtma, radyasyon veya plazma kullanılmalıdır. Bu nedenle bu yöntemde kullanılan ekipman yüksek gereksinimler gerektirir, kullanılan hammaddeler pahalıdır ve ürün fiyatları nispeten yüksektir.

2.  Yağış

Çöktürme yöntemi, tepken çözeltisini diğer yardımcı maddelerle karıştırmak, daha sonra çökeltmek için karışık çözeltiye bir asitleştirici eklemek ve elde edilen çökelti, nano-silika elde etmek için kurutulur ve kalsine edilir.

Çöktürme yöntemi, basit bir prosese ve geniş bir hammadde yelpazesine sahiptir ve geniş çapta çalışılmış ve uygulanmıştır, ancak ürün özelliklerinin zor kontrol edilmesi sorunu çözülmemiştir.

3.  sol-jel yöntemi

Bu yöntem, tek biçimli bir çözelti oluşturmak üzere bir çözücü içinde çözünmek için öncü olarak genellikle silikat veya silikat kullanır ve daha sonra bir sol oluşturmak üzere öncüyü hidrolize etmek ve polimerize etmek için pH değerini ayarlar.
Sol-jel prosesinin kontrolü kolaydır ve kapsamlı bir şekilde incelenmiştir ve ortaya çıkan ürün daha geniş bir spesifik yüzey alanına sahiptir. Ancak yıkama zorluğu, hammadde ihtiyacının yüksek olması ve kuruma süresinin çok uzun olması kullanımını kısıtlamaktadır.

4.  Mikroemülsiyon yöntemi

Öncülden hazırlanan mikroemülsiyona damla damla asitleştirici veya katalizör eklenerek, hazırlama reaksiyonu mikroemülsiyon balonunda gerçekleşir ve mikroemülsiyon, katı fazın çekirdeklenmesini, büyümesini, pıhtılaşmasını ve aglomerasyonunu küçük bir küresel şekle hapsetmek için kullanılır. Damlacık mikro-kabarcıklarında, nano-küresel parçacıklar oluşur ve parçacıklar arasında daha fazla aglomerasyon önlenir ve vücut boyutunun kontrol edilebilir üretimini gerçekleştirmek kolaydır.

Nano ölçekli kendi kendine montaj kabiliyeti nedeniyle, birçok araştırmacının ilgisini çeken ve son yıllarda bir araştırma noktası haline gelen partikül boyutu ve morfolojisinin kontrol edilebilir şekilde hazırlanmasını gerçekleştirmek kolaydır. Maliyetinin yüksek olması, organik maddelerin uzaklaştırılmasının zor olması ve çevre kirliliğinin kolay olması nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Nano- SiO₂‘nin yüzey modifikasyonu

Nano-silikanın yüzeyinde küçük boyutlu ve geniş spesifik yüzey alanına sahip çok sayıda aktif silikon ışık bazları vardır, bu da aglomerasyonu kolaylaştırır. Doğrudan organik materyallere doldurulur, çünkü sızması ve dağılması zor olduğundan ve uyumluluğu zayıf olduğundan, endüstriyel uygulamasını sınırlayan bir rol oynamak zordur.

• Fiziksel yöntem

Yüzey kaplama yöntemi, yüzeyin modifiye edildiği ve nano-SiO₂ ile kimyasal reaksiyonun olmadığı, kaplamanın ve partiküllerin moleküller arası kuvvetle bağlandığı bir modifikasyon yöntemidir.

Isıl işlem modifikasyonu, nano SiO₂ ‘nin ısıtma, ısı koruma ve soğutma için belirli bir ortamın arkasına yerleştirildiği ve performansın nano SiO₂ ‘nin yüzey veya iç yapısı değiştirilerek kontrol edildiği kapsamlı bir işlemdir.

• kimyasal yöntem

Yağ alkolü, su moleküllerini uzaklaştırmak için SiO₂ yüzeyindeki hidroksil grupları ile reaksiyona girer. SiO₂ yüzeyindeki hidroksil grupları, alkil grupları ile değiştirilir ve değiştiriciler olarak alkoller kullanılır.

Nano SiO₂ Uygulaması

• kaplama

Nano-silika üç boyutlu bir ağ yapısına sahiptir, çok büyük bir spesifik yüzey alanına sahiptir, büyük aktivite gösterir, kaplama kuruduğunda bir ağ yapısı oluşturabilir ve kaplamanın rengini koruyabilen pigmentin süspansiyonunu iyileştirir. uzun süre solma. Bina iç ve dış cephe kaplamalarında mükemmel kendi kendini temizleme ve yapışma özelliğine sahiptir.

• Yapıştırıcı/sızdırmazlık alanı

Yapıştırıcılar ve dolgu macunları alanında, nano-silika, büyük miktarda ve geniş bir uygulama yelpazesine sahip önemli bir üründür. Halihazırda, yerli yüksek kaliteli mastikler ve yapıştırıcılar ağırlıklı olarak ithalata dayanmaktadır.

• silgi

Kauçuk ürünlerin gücünü, tokluğunu ve ömrünü artırabilir. Ayrıca şeffaf kauçuk taban yapmak için de kullanılabilir ve bu tür ürünler eskiden ithalata dayanırdı.

• plastik

Plastiklerin tokluğunu, mukavemetini, aşınma direncini, yaşlanma direncini iyileştirin ve plastiklerin yaşlanma direncini iyileştirin.

• Tekstil alanı

Uygun nano-silika ve nano-titanyum dioksit oranına sahip kompozit toz, anti-ultraviyole radyasyon lifleri için önemli bir katkı maddesidir ve ayrıca sıcaklık tutma etkisini artırabilir ve giysilerin ağırlığını azaltabilir.

• Antimikrobiyal madde alanı/kataliz alanı

Nano-silika fizyolojik olarak inerttir ve oldukça emicidir. Antibakteriyel amaçlara ulaşmak için antibakteriyel iyonları emebilir. Buzdolabı kabukları ve bilgisayar klavyelerinin imalatında kullanılabilir.

• Tarım ve gıda

Sebzeleri daha erken olgunlaştırabilir.

Makale kaynağı: Çin Toz Ağı