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二氧化硅納米二氧化硅（英文名稱nano-silicon dioxide）是一種無機化工材料，俗稱白炭黑。由于是超細納米級，尺寸范圍在1~100nm，因此具有許多獨特的性質，如具有對抗紫外線的光學性能，能提高其他材料抗老化、強度和耐化學性能。用途非常廣泛。納米級二氧化硅為無定形白色粉末，無毒、無味、無污染，微結構為球形，呈絮狀和網狀的準顆粒結構，分子式和結構式為SiO2，不溶于水。

納米是一個尺度，為10-9米，納米材料是指在三維空間中，至少有一維處于納米尺寸的范圍，也即1~100納米的范圍。納米材料具有小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隨藥效應，因而展現出許多特有的性質，在催化、濾光、光吸收、醫藥、磁介質及新材料等有廣泛的應用前景

納米二氧化硅 

顆粒細化到納米級后，其表面積累了大量的正、負電荷，納米顆粒的形狀極不規則，這樣造成了電荷的聚集。納米顆粒表面原子比例隨著納米粒徑的降低而迅速增加，當降至1nm時，表面原子比例高達90%，原子幾乎全部集中到顆粒表面，處于高度活化狀態，導致表面原子配位數不足和高表面能。納米顆粒具有很高的化學活性，表現出強烈的表面效應，很容易發生聚集而達到穩定狀態，從而團聚發生
眾所周知納米氧化物極易產生自身的團聚，使得應有的性能難以充分發揮。此外，納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發揮，還取決于***大限度降低粉體與介質間的表面張力。因此，納米氧化物粉體必須均勻分散，充分打開其團聚體，才能發揮其應有的奇異性能。
 

氣相二氧化硅有效發揮作用的關鍵是確保其在樹脂中獲得適當的分散。分散設計越好，則有效性越好。

目前，國內產品質量較好的企業使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本滿足用戶的需要。由于我們行業的特點，有相當多的中小企業分散設備十分落后，分散時根本形成不了剪切力，只是一種攪拌，氣相二氧化硅在樹脂中根本形成不了網狀結構，從而無法發揮材料的性能。造成這種情況的主要原因① 尚未對分散的作用有正確的認識．許多生產商并未意識到分散的重要性；② 不知道對***終產品的品質如何評價，

二氧化硅的分散效果

分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續相中上浮或下沉的結果。在忽略布朗運動效應的靜態條件下，可用Stokes 定律來描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定：

式中

ρ_s -ρ為分散相與連續相的密度差，g 為重力加速度，d 為分散相顆粒直徑，μ為連續相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續相密度大，顆粒下沉，速度 V 為正值，反之，顆粒上浮，速度為負值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩定，就必須降低沉降速度，對于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因為只有當粒徑減至連續相液體分子大小時，顆粒才能穩定、均勻地分散在液體中不發生分離。

通過以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩定性，分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出，根據前人所做的大量研究發現，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變為次要的因素，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當顆粒直徑小于某一細小尺寸時，此時，顆粒的布朗運動效應就不能忽略了，所以由于細小顆粒的布朗運動，而使得顆粒之間產生激烈地碰撞。若不加穩定劑，這些情況都會導致顆粒團聚，對體系的穩定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據物料的特性與特點，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個較窄的尺寸范圍，并達到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩定。

影響分散乳化結果的因素有以下幾點

1 分散頭的形式（批次式和連續式）（連續式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）

5 循環次數（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60

    高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是***重要的。根據一些行業特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.

二氧化硅分散機設備特點

•  ERS設備與傳統設備相比：

高效、節能

傳統設備需8小時的分散加工過程，ERS設備1小時左右完成，超細分散效果顯著，能耗*降低；

高速、高品質

傳統設備的攪拌轉速每分鐘幾十轉，帶分散功能的轉速每分鐘1500轉以內，只完成宏觀分散加工，超細分散能力極為有限；ERS設備的轉速每分鐘10000～15000轉之間，超高線速度產生的剪切力，瞬間超細分散漿料中的粉體。

1 表中上限處理量是指介質為“水”的測定數據。

2 處理量取決于物料的粘度，稠度和***終產品的要求。

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