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技术应用

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硅溶胶膜浓缩技术

硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基,故硅溶胶也可以表述为mSiO2.nH2O。

硅溶胶的粒径处于纳米级别,具有高均匀度和高稳定性,具有比表面积大、高分散度、高吸附性等优点。


硅溶胶用途

硅溶胶广泛地运用于纤维、纺织、橡胶、涂料、陶瓷等行业中。硅溶胶可以用作粘结剂和成膜物,在制造无机高分子建筑涂料时显示出突出的性能优点,耐污、耐燃,在实际应用中耐水耐久性能优良。

硅溶胶可用于精密制造行业,其铸造成型较好,工艺简单强度好光洁度高,广受认可。用在陶瓷和耐火材料时硅溶胶又以其优良的耐火性和热绝缘的性能被用作高温粘结剂,在耐火材料和耐火纤维等材料中表现优良最高能耐1200℃高温且粘结力强。

纳米二氧化硅胶粒可填充感光的玻璃纸,曝光率增大,图像像素高色彩鲜明。硅溶胶还广泛应用于原料为矽钢片的彩色显像管,酒类澄清剂,地板的防蜡滑粘结剂、蓄电池的胶体凝固剂、石油化工载体原料的催化剂等。


硅溶胶制备方法

制备硅溶胶有不同的途径,最常用的方法有离子交换法、硅粉一步水解法、硅烷水解法等。


硅溶胶分离纯化

硅溶胶制备后,需要进行分离纯化除去小分子物质和浓缩。

1、超滤膜浓缩、分级:该方法是一种溶液物理脱水过程的浓缩方法,当粒径增长到一定程度的硅溶胶时,利用高分子膜制成的超滤装置进行物理脱水,通过膜的筛分作用,将不同粒径的硅溶胶分离;

2、常压(减压)恒液位蒸发浓缩:通过加热蒸发或真空加热蒸发出溶液中的水分,达到浓缩的目的,此外,在浓缩过程中伴随着小颗粒的硅溶胶不断成长成大颗粒二氧化硅胶体的过程,该方法能耗高,浓缩效率低;

3、超滤和蒸发浓缩相结合的方法:先将稀溶液用超滤法脱去大量的水,然后再用蒸发法除去剩余的水份,脱水的同时还可以再次增大硅溶胶的粒径。这种浓缩工艺不仅可以制备高浓度硅溶胶,还可以进一步增大硅溶胶的粒径,从而达到更好的浓缩效果,也有一定的生产应用价值。


膜浓缩工艺

制备硅溶胶有不同的途径,最常用的方法有离子交换法、硅粉一步水解法、硅烷水解法等,离子交换法制备的硅溶胶,其浓度很低,无法实现工业上的应用,必须经过浓缩,使浓度达到一定含量之后才能实现工业上的应用。目前国内外生产高浓度硅溶胶最常用的浓缩方法有常压(减压)恒液位蒸发浓缩、超滤浓缩法以及超滤法和蒸发相结合的方法。

除了对硅溶胶进行浓缩外,还可以通过膜筛分作用,实现不同粒径的硅溶胶的分离。


膜浓缩优势

1、可实现高倍浓缩,将硅溶胶浓缩至50%以上;

2、通过膜孔径得筛分作用,将大粒径的硅溶胶颗粒截留,小粒径的硅溶胶颗粒透过,实现不同粒径硅溶胶筛分;

3、设备通量大,过滤速度快,生产效率高;

4、一次性投资少,维护、操作简单,运行成本低。

 

博纳科技多年来以客户需求为导向,致力于膜分离技术的应用工艺开发,将工艺、膜与设备相结合,积累了丰富的产品纯化经验和工程化放大经验,既解决工艺制造难题,又提高了产品质量,与客户共同提升行业技术水平。