Excessive shear energy fragments fumed silica aggregates below critical size, permanently destroying the hydrogen-bonded network responsible for thixotropic…
پراکنش بیش از حد سیلیکای دودی: چگونه برش اضافی تیکسوتروپی را نابود میکند
انرژی برشی بیش از حد آگرگاتهای سیلیکای دودی را به زیر اندازه بحرانی تجزیه میکند و شبکه پیوند هیدروژنی مسئول بازیابی تیکسوتروپیک را به طور دائمی از بین میبرد.
۸۰–۹۰٪ افت تیکسوتروپی از برش بیش از حد | ۲–۵ برابر بیش از حد معمول انرژی پراکنش | ۰٪ بازیابی ساختار ممکن
پراکنش بیش از حد واقعاً با سیلیکای دودی چه میکند | چگونه پراکنش بیش از حد را قبل از رسیدن به تولید تشخیص دهیم | محدودیتهای برشی و کنترلهای فرآیند برای جلوگیری از آسیب | انتخاب درجه مناسب برای به حداقل رساندن خطر پراکنش بیش از حد | محدودیتهای انرژی برشی بر حسب درجه و تجهیزات
در این مقاله
پراکنش بیش از حد زمانی اتفاق میافتد که انرژی برشی اعمالشده در طول اختلاط از سطح مورد نیاز برای شکستن آگلومرههای سیلیکای دودی (10–40 µm) به آگرگاتهای عملکردی (100–500 nm) فراتر رود و به جای آن آنها را به ذرات اولیه (~12–40 nm بسته به درجه) تجزیه کند. این ذرات اولیه فاقد ساختار زنجیره شاخهدار هستند که پیوند هیدروژنی بین آگرگاتهای مجاور را ممکن میسازد. پس از تخریب شبکه آگرگات، نمیتواند دوباره تشکیل شود — تنش تسلیم تیکسوتروپیک ۸۰–۹۰٪ کاهش مییابد و ساختار ویسکوزیته به طور برگشتناپذیر فرو میریزد. یک درجه ۲۰۰ m²/g مانند SEMISIL S200 به ویژه آسیبپذیر است زیرا ذرات اولیه ریزتر آن (7–14 nm) زنجیرههای آگرگات بلندتر و شکنندهتری تشکیل میدهند.
واضحترین تشخیص خوانش گیج Hegman است که به زیر ۵–۶ کاهش مییابد (ذرات کمتر از ۱۵ µm) — سیلیکای دودی پراکنش بیش از حد یافته بسیار ریز اندازهگیری میشود زیرا آگرگاتهای شکستهشده کوچک هستند. کانتر شمارش ذرات که افزایش ناگهانی در ذرات ۰.۱–۱ µm نشان میدهد، اثبات قطعی است. ویسکوزیته کم-برشی (0.5 rpm Brookfield) که ۵۰٪ زیر نتایج دسته قبلی با همان بارگذاری میافتد نشانه ساختاری معمول است.
پیشگیری مستلزم تطابق انرژی پراکنش با درجه خاص سیلیکای دودی است. درجات با سطح ویژه بالا (300–400 m²/g) ۳۰–۵۰٪ کمتر از درجات استاندارد ۲۰۰ m²/g ورودی کل انرژی نیاز دارند زیرا زنجیرههای آگرگات بلندتر آنها راحتتر میشکنند. برای میکسرهای روتور-استاتور، سرعت نوک را برای درجات آبدوست به ۱۵–۱۸ m/s و برای درجات آبگریز تیمار شده به ۱۲–۱۵ m/s محدود کنید. کل ورودی انرژی باید ۵۰–۲۰۰ kJ/kg بسته به ویسکوزیته رزین هدفگیری شود — از ۳۰۰ kJ/kg تجاوز کنید و پراکنش بیش از حد در هر درجهای تضمین میشود.
انتخاب درجه مستقیماً بر خطر پراکنش بیش از حد تأثیر میگذارد. درجات با سطح ویژه BET پایینتر (130–150 m²/g) مانند SEMISIL S150 زنجیرههای آگرگات کوتاهتر و قویتری تولید میکنند که ۴۰–۶۰٪ انرژی برش بیشتری قبل از تجزیه تحمل میکنند. عملآوری سطح آبگریز (DDS یا HMDS) پیوند هیدروژنی بین آگرگاتها را کاهش میدهد و درجات تیمار شده را ۲۰–۳۰٪ بیشتر از معادلهای آبدوستشان در همان BET مستعد پراکنش بیش از حد میکند.
حداکثر ورودیهای انرژی توصیهشده به طور قابل توجهی بر حسب درجه سیلیکای دودی و نوع میکسر متفاوت است. از این آستانهها…
حداکثر ورودیهای انرژی توصیهشده به طور قابل توجهی بر حسب درجه سیلیکای دودی و نوع میکسر متفاوت است. از این آستانهها فراتر رفتن خطر تخریب برگشتناپذیر آگرگات را دارد.
| درجه (BET m²/g) | حلکننده (kJ/kg) | روتور-استاتور (kJ/kg) | آسیاب مهرهای (kJ/kg) | حداکثر سرعت نوک (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 130–150 | 150–250 | 100–200 | 80–150 | 20–22 |
| 200 | 100–200 | 70–150 | 50–120 | 15–18 |
| 300 | 60–120 | 40–100 | 30–80 | 12–15 |
| 380–400 | 40–80 | 30–70 | 20–50 | 10–12 |
| آبگریز (هر نوع) | ۲۰–۳۰٪ کاهش | ۲۰–۳۰٪ کاهش | ۲۵–۳۵٪ کاهش | ۲–۳ m/s کاهش |
پراکنش بیش از حد برگشتناپذیر است — هیچ تنظیم پس از فرآیند نمیتواند ساختار آگرگات تخریبشده را بازسازی کند. ورودی انرژی را با درجه BET خاص تطابق دهید و همیشه ویسکوزیته کمبرشی را در دستهها پایش کنید تا آسیب ساختاری را قبل از رسیدن به تولید تشخیص دهید.
آیا سیلیکای دودی پراکنش بیش از حد یافته با اضافه کردن مواد بیشتر قابل بازیابی است؟ خیر — اضافه کردن سیلیکای دودی تازه…
آیا سیلیکای دودی پراکنش بیش از حد یافته با اضافه کردن مواد بیشتر قابل بازیابی است؟
خیر — اضافه کردن سیلیکای دودی تازه تا حدی ویسکوزیته از دست رفته را جبران میکند اما نمیتواند شبکه تیکسوتروپیک اصلی را بازگرداند. ذرات اولیه پراکنش بیش از حد یافته به عنوان پرکننده غیرفعال رقیب آگرگاتهای جدید باقی میمانند.
تفاوت بین پراکنش و پراکنش بیش از حد سیلیکای دودی چیست؟
پراکنش مناسب آگلومرهها (10–40 µm) را به آگرگاتهای عملکردی (100–500 nm) تجزیه میکند که شبکههای پیوند هیدروژنی تشکیل میدهند. پراکنش بیش از حد این آگرگاتها را به ذرات اولیه ایزوله (7–40 nm) که نمیتوانند ساختار تیکسوتروپیک را بازسازی کنند تجزیه میکند. این انتقال برگشتناپذیر و وابسته به درجه است.
چگونه سطح ویژه BET بر خطر پراکنش بیش از حد تأثیر میگذارد؟
درجات با BET بالاتر (300–400 m²/g) دارای زنجیرههای آگرگات بلندتر و نازکتری هستند که در انرژی برشی پایینتر میشکنند — معمولاً ۴۰–۶۰٪ کمتر از تحمل انرژی درجات ۱۵۰ m²/g. هنگامی که تجهیزات فرآیند انرژی برشی بالایی که به راحتی نمیتوان کاهش داد ارائه میدهد درجات BET پایینتر را انتخاب کنید.
چه نرخ برشی باعث پراکنش بیش از حد سیلیکای دودی میشود؟
نرخ برش به تنهایی پراکنش بیش از حد را تعیین نمیکند — کل ورودی انرژی (kJ/kg) پارامتر بحرانی است. با این حال، سرعت نوک بالای ۱۸ m/s برای درجات آبدوست و بالای ۱۵ m/s برای درجات آبگریز، که بیش از ۳–۵ دقیقه حفظ شود، معمولاً از آستانه آسیب عبور میکند.
آیا پراکنش بیش از حد بر عملکرد ضدتهنشینی تأثیر میگذارد؟
بله، به شدت. ضدتهنشینی به تنش تسلیم کمبرشی ایجاد شده توسط شبکه آگرگات متکی است. سیستمهای پراکنش بیش از حد یافته ۷۰–۹۰٪ تنش تسلیم خود را از دست میدهند و اجازه میدهند رنگدانهها و پرکنندهها در عرض ساعتها به جای ماهها تهنشین شوند.
چگونه درجات آبگریز سیلیکای دودی با آبدوست از نظر مقاومت به پراکنش بیش از حد مقایسه میشوند؟
درجات آبگریز ۲۰–۳۰٪ بیشتر در معرض پراکنش بیش از حد هستند زیرا عملآوری سطح (DDS، HMDS) پیوند هیدروژنی بین آگرگاتها را کاهش میدهد و زنجیرهها را راحتتر قابل تجزیه میکند. سرعت نوک را ۲–۳ m/s و کل ورودی انرژی را ۲۰–۳۵٪ نسبت به درجه آبدوست معادل در همان BET کاهش دهید.
获取样品 & TDS
合格采购方可免费索样 · 24 小时内回复。 请告诉我们您计划如何使用 Over-Dispersion of Fumed Silica: Causes & How to Avoid It。