Магия ультразвуковой дисперсии в анализе размера частиц диоксида титана

Диоксид титанаСчитается одним из лучших белых неорганических пигментов благодаря своей превосходной непрозрачности, белизне и яркости. Диоксид титана обладает большой химической стабильностью и широко используется в производстве покрытий, пластмасс, бумаги, печатных красок, химических волокон, резины, косметики и других отраслей промышленности. Из-за высокой поверхностной энергии атомов кислорода происходит сильное взаимодействие на поверхности частиц неорганического оксида, в результате чего диоксид титана образует агломерированные частицы. В общем, из-за этой агломерации частиц диоксида титана может пострадать точность анализа размера отдельных частиц При лазерной дифракции и SEM (сканирующий электронный микроскоп) измерениях, ультразвуковая технология может помочь обратить вспять агломерацию диоксида титана, давайте понаблюдаем за этим прекрасным изменением.

Агломерированный диоксид титана в SEM

Рисунок 1СЭМ-изображение порошка диоксида титана

Рисунок 2. Увеличенное РЭМ-изображение порошка диоксида титана

На рисунке 1 показано РЭМ-изображение частичного увеличения порошка диоксида титана. Кристаллы диоксида титана относительно однородны и малы, размер частиц составляет от 20 до 30 нм. На рисунке 2 камера СЭМ увеличена, и видно, что агломераты диоксида титана на самом деле состоят из большого количества 'первичных' частиц. На самом деле, при увеличении объектива видно, что диоксид титана состоит из большого количества 'агрегатных' структур. Вот почему лазерная дифракция и СЭМ иногда так сильно различаются в результатах анализаторов частиц. SEM очень эффективен для изучения морфологии микроскопических частиц и исходных монокристаллов, в то время как лазерный анализатор размеров частиц больше подходит для изучения 'агрегатных' частиц и статистического распределения. Что же происходит, когда мы применяем ультразвук к этим агломератам?

Ультразвуковое диспергирование в диоксиде титана

Хотя диоксид титана легко агломерируется, при небольшом воздействии ультразвука он дает лучший эффект дисперсии.

Рисунок 3. Результаты измерения образца A без ультразвука в Bettersizer 2600

Рисунок 4. Результаты измерения образца A с помощью ультразвука в Bettersizer 2600

Рисунок 5. Сравнение образца 18060406 до и после ультразвука

Образец A - это порошок диоксида титана, и его размер претерпевает удивительные изменения после применения ультразвуковой обработки. На рисунке 3 представлен образец А без ультразвуковой обработки, а на рисунке 4 - образец А, обработанный ультразвуком. При сравнении рисунков 3 и 4 видно, что средний размер частиц образца A после ультразвуковой обработки изменился с примерно 600 нм до примерно 300 нм. В то время как средний размер частиц значительно уменьшился, содержание мелких частиц значительно увеличилось.

В заключение следует отметить, что ультразвуковая дисперсионная система способна диспергировать агломерированные частицы и формировать равномерно диспергированные частицы в среде. Если агломерированные частицы не диспергированы, то при анализе размера частиц с помощью СЭМ и лазерного анализатора размеров частиц будут получены неточные результаты. Поэтому ультразвуковое диспергирование особенно важно для определения образцов диоксида титана.