La magie de la dispersion ultrasonique dans l'analyse granulométrique du dioxyde de titane

Dioxyde de titaneLe dioxyde de titane est considéré comme l'un des meilleurs pigments inorganiques blancs en raison de son excellente opacité, de sa blancheur et de sa luminosité. Le dioxyde de titane présente une grande stabilité chimique et est largement utilisé dans les revêtements, les plastiques, le papier, les encres d'imprimerie, les fibres chimiques, le caoutchouc, les cosmétiques et d'autres industries. En raison de l'énergie de surface élevée des atomes d'oxygène, il existe une forte interaction à la surface des particules d'oxyde inorganique, ce qui entraîne la formation de particules agglomérées de dioxyde de titane. En général, cette agglomération des particules de dioxyde de titane peut affecter la précision de l'analyse de la taille des particules individuelles. Dans les mesures de diffraction laser et de MEB (microscope électronique à balayage), la technologie ultrasonique peut aider à inverser l'agglomération du dioxyde de titane, observons ce beau changement.

Dioxyde de titane aggloméré au MEB

Figure 1Image MEB d'une poudre de dioxyde de titane

Figure 2. Image MEB en zoom arrière de la poudre de dioxyde de titane

La figure 1 montre une image MEB d'un agrandissement partiel de la poudre de dioxyde de titane. Les cristaux de dioxyde de titane sont relativement uniformes et minuscules, la taille des particules se situant entre 20 et 30 nm. Dans la figure 2, la caméra MEB est agrandie et montre que les agglomérats de dioxyde de titane sont en fait composés d'un grand nombre de particules 'primaires'. En fait, en éloignant l'objectif, on peut voir que le dioxyde de titane est composé d'un grand nombre de structures 'agrégées'. C'est pourquoi la diffraction laser et le MEB font parfois une si grande différence dans les résultats des analyseurs de particules. Le MEB est très efficace pour étudier la morphologie des particules microscopiques et des monocristaux originaux, tandis que l'analyseur laser de la taille des particules est plus approprié pour étudier les particules 'agrégées' et la distribution statistique. Que se passe-t-il donc lorsque nous appliquons des ultrasons à ces agglomérats ?

Dispersion par ultrasons dans le dioxyde de titane

Bien que le dioxyde de titane soit facile à agglomérer, il produira un meilleur effet de dispersion si les ultrasons sont légèrement utilisés.

La figure 3 présente les résultats de l'échantillon A sans ultrasons. Résultats de l'échantillon A sans ultrasons dans la mesure du Bettersizer 2600

Figure 4. Résultats de l'échantillon A avec ultrasons dans la mesure du Bettersizer 2600

Figure 5. Comparaison de l'échantillon 18060406 avant et après les ultrasons.

L'échantillon A est une poudre de dioxyde de titane et sa taille subit un changement étonnant après l'application du traitement aux ultrasons. La figure 3 représente l'échantillon A sans traitement ultrasonique et la figure 4 l'échantillon A traité par ultrasons. La comparaison des figures 3 et 4 montre que la taille moyenne des particules de l'échantillon A est passée d'environ 600 nm à environ 300 nm après le traitement aux ultrasons. Alors que la taille médiane des particules a diminué de manière significative, la teneur en petites particules a augmenté de manière significative.

En conclusion, le système de dispersion ultrasonique est capable de disperser les particules agglomérées et de former des particules uniformément dispersées dans le milieu. Si les particules agglomérées ne sont pas dispersées, les résultats de l'analyse granulométrique par MEB et analyseur granulométrique laser seront inexacts. Par conséquent, la dispersion par ultrasons est particulièrement importante pour la détermination des échantillons de dioxyde de titane.