이산화티타늄의 입자 크기 분석에서 초음파 분산의 마법

이산화티타늄는 불투명도, 백색도, 밝기가 우수하여 최고의 백색 무기 안료 중 하나로 꼽힙니다. 이산화티타늄은 화학적 안정성이 뛰어나 코팅, 플라스틱, 종이, 인쇄 잉크, 화학 섬유, 고무, 화장품 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 산소 원자의 높은 표면 에너지로 인해 무기 산화물 입자의 표면에서 강한 상호 작용이 일어나 이산화티타늄이 응집된 입자를 형성합니다. 일반적으로 이러한 이산화 티타늄 입자의 응집으로 인해 단일 입자 크기 분석의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 레이저 회절 및 SEM (주사 전자 현미경) 측정에서 초음파 기술은 이산화 티타늄의 응집을 역전시킬 수 있으며이 아름다운 변화를 관찰합시다.

SEM에서 응집된 이산화티타늄

그림 1이산화티타늄 분말의 .SEM 이미지

그림 2. 이산화티타늄 분말의 SEM 축소 이미지

그림1은 이산화티타늄 분말을 부분적으로 확대한 SEM 이미지를 보여줍니다. 이산화티타늄 결정은 비교적 균일하고 작으며 입자 크기는 약 20~30nm입니다. 그림 2에서 SEM 카메라를 확대하면 이산화티타늄 응집체가 실제로 많은 수의 '기본' 입자로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 실제로 렌즈를 더 멀리 대면 이산화티타늄이 많은 수의 '집합체' 구조로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 이것이 바로 레이저 회절과 SEM이 입자 분석기 결과에서 때때로 큰 차이를 만드는 이유입니다. SEM은 미세 입자의 형태와 원래 단결정을 살펴보는 데 매우 효과적인 반면, 레이저 입자 크기 분석기는 '집합체' 입자와 통계적 분포를 살펴보는 데 더 적합합니다. 그렇다면 이러한 응집체에 초음파를 가하면 어떻게 될까요?

이산화티타늄의 초음파 분산

이산화티타늄은 응집하기 쉽지만 초음파를 약간만 사용하면 더 나은 분산 효과를 얻을 수 있습니다.

그림 3. Bettersizer 2600 측정에서 초음파를 사용하지 않은 샘플 A의 결과

그림 4. 초음파를 사용한 샘플 A의 베터사이저 2600 측정 결과

그림 5.초음파 전과 후의 샘플 18060406 비교

샘플 A는 이산화티타늄 분말로 초음파 처리 후 그 크기가 놀랍게 변화합니다. 그림 3은 초음파 처리를 하지 않은 샘플 A이고 그림 4는 초음파 처리를 한 샘플 A입니다. 그림 3과 그림 4를 비교해보면, 초음파 처리 후 샘플 A의 평균 입자 크기가 약 600nm에서 약 300nm로 변화한 것을 알 수 있습니다. 평균 입자 크기는 크게 감소한 반면, 작은 입자 함량은 크게 증가했습니다.

결론적으로, 초음파 분산 시스템은 응집된 입자를 분산시키고 매질에 균일하게 분산된 입자를 형성할 수 있습니다. 응집된 입자가 분산되지 않으면 SEM 및 레이저 입자 크기 분석기에 의한 입자 크기 분석에서 부정확한 결과가 발생합니다. 따라서 초음파 분산은 이산화티타늄 시료의 측정에 특히 중요합니다.