Компоненты для жидкого мрамора: состав, производство, своими руками, колотый, гибкий, молотый, жидкий, гипсовый, оселковый, фото

Использование красителей позволяет добиться имитации не только природного мрамора, но и других благородных камней: малахита, гранита, оникса, сланца и других. Технология производства позволяет создавать изделия самых различных форм. Эта особенность материала ценится дизайнерами, желающими воплощать любые неординарные решения.

Литьевой мрамор (гранит, оникс) предназначен для бесшовной отливки изделий любой формы. Возможно изготовление кухонной столешницы со встроенной мойкой самых разнообразных форм и размеров. Выполнить эксклюзивную столешницу в ванную комнату, отдельно мойку или раковину, да даже саму ванную по индивидуальным размерам – эффектное и практичное решение, которое сегодня легко реализовать!

К его основным достоинствам относятся:
— прочность, превышающая показатели природного мрамора;
— очень низкая гигроскопичность — не впитывает воду и загрязняющие вещества;
— низкая теплопроводность;
— температурный диапазон эксплуатации от -50 до +90°C;
— износостойкость;
— невосприимчивость к химически агрессивным веществам, ультрафиолету.

Литьевой камень — прекрасная альтернатива, позволяющая воплотить натуральные текстуры природных материалов!

У Вас есть идея, которую хотите реализовать в надежном, практичном материале?

Отлично! У нас есть исполнители, желающие реализовать ее для Вас!

материал предоставлен:
Лапидем

Литьевой искусственный камень мрамор на заказ – Каменный город

Мрамор является одним из наиболее привлекательных облицовочных и скульптурных материалов. Однако изделия из природного камня по цене доступны не всем. Альтернативой может служить искусственный литьевой мрамор. Несмотря на более низкую стоимость по внешнему виду и эксплуатационным характеристикам он не только не уступает натуральному камню, но в некоторых аспектах даже превосходит его.

Что такое литьевой искусственный мрамор?

Литьевой искусственный камень мрамор – композиционный материал, на 80% состоящий из наполнителя: минеральной крошки. Связующим компонентом служит полиэфирная смола, которая после отвердевания обеспечивает плотную монолитную структуру и прочность изделий. Использование красителей позволяет добиться имитации не только природного мрамора, но и других благородных камней: малахита, гранита, оникса, сланцев и пр. Литейная технология позволяет создавать изделия самых различных форм. Эта особенность материала особенно ценится дизайнерами, любящими воплощать неординарные решения.

Характеристики и особенности материала

Литьевой искусственный камень признан безопасным для здоровья и одобрен санитарными службами. Материал пригоден для наружного и внутреннего использования. К его достоинствам относятся:

• прочность, превышающая показатели природного мрамора;
• нулевая гигроскопичность;
• низкая теплопроводность;
• температурный диапазон эксплуатации: от -50 до +90°C;
• стойкость и истиранию;
• инертность к химически агрессивным веществам;
• невосприимчивость ультрафиолетовому излучению;

Изделия из литьевого мрамора

Область применения литьевого мрамора обширна. В перечень изготавливаемых из него изделий входят:

• облицовочные материалы: плитка и фасадные панели;
• сантехника, мебель и бытовые аксессуары;
• элементы лестничных конструкций.

Литьевой мрамор идеален для влажных помещений: санузла и кухни. Столешница их этого материала справиться с любыми нагрузками (случайные порезы ножом, пролитый жир, горячая посуда и т.д.), легко отмоется и надолго сохранит презентабельный внешний вид.

Литьевой искусственный мрамор не выцветает под воздействием солнечных лучей, благодаря чему успешно применяется для создания подоконников. В лестничных конструкциях он служит для изготовления ступеней, перил, балюстрад.

Материал долговечен и устойчив к механическим воздействиям. Ему не грозят сколы и трещины, неглубокие же царапины и потеря блеска легко устраняются в домашних условиях полировкой.

Подберите себе камень для изделия из наших складских остатков

по выгодной цене

Наши работы:

Способы оплаты

• кредит

• рассрочка

• карты

Позвоните нам и мы ответим на все Ваши вопросы!

(812) 309-47-43

или закажите обратный звонок
и мы сами Вам перезвоним.

От промышленного применения к медицинскому

2.1. Современное состояние

Изучение динамики капель воды на твердых поверхностях стало интересным в науке о поверхности. Понимание явления смачивания в корреляции с поверхностным сродством для различных жидкостей имеет решающее значение. Экспериментальное определение контактных углов, образованных жидкостью (вода обычно используется в качестве модельной жидкости) на твердой поверхности, дает возможность разделить поверхности на две категории: гидрофобные и гидрофильные или супергидрофобные и супергидрофильные соответственно.Анализ смачиваемости твердых поверхностей по структуре и шероховатости поверхности, которые способствуют / предотвращают скольжение жидких капель, представляет собой отправную точку в экспериментах Махадевана и Помо. Эксперименты проводились по скользящему поведению капель ртути по наклонной плоскости. В результате была сформулирована новая гипотеза: жидкости легко деформируют «сущности», и их движение зависит от межфазных энергий и шероховатости поверхности.

В 1999 году Махадеван и Помо [1] развивают свои исследования, основанные на следующей идее: капля вязкой жидкости может смочить твердую основу и соскользнуть с нее при наклоне, или она может скатиться с ее поверхности, не теряя своих компонентов.Чтобы это произошло, подложка должна быть гидрофобной, а жидкость должна иметь высокую поверхностную энергию.

О подобном поведении сообщили Ауссилус и Кере [2] в 2001 году для жидких капель, инкапсулированных в твердые частицы, которые стали известны как «жидкие шарики». Первые заявленные жидкие шарики были получены путем скатывания капель воды (1–10 мм ³ ) в гидрофобном порошковом слое, сделанном из покрытых диоксидом кремния микрочастиц Lycopodium (20 мкм). Капли немедленно покрывались частицами, сохраняя сферическую форму ().Их переносили на стеклянный нож, чтобы их можно было сравнить с простыми каплями воды. Жидкие шарики не смачивают поверхность, так как граница раздела жидкость-твердое тело (жидкое стекло) заменяется границей раздела твердое-твердое (частицы Lycopodium -стекло).

Получение жидких шариков путем перекатывания капель воды в порошковый слой Lycopodium .

Жидкие шарики ведут себя как капли, попадающие на гидрофобную поверхность. Таким образом, они демонстрируют большой угол контакта, минимальные силы трения и легко скатываются с опоры [3].Двойной характер твердого и жидкого объясняет такое название этих образований, то есть «жидкие шарики», «сухая вода», «жидкие жемчужины». Несмотря на то, что они получили ярлык «странных объектов», жидкие шарики на самом деле являются обычным явлением в некоторых лабораторных / промышленных процедурах, таких как гранулирование высокогидрофобного порошка. Они также присутствуют в повседневной жизни, например, когда дождь падает на гидрофобную почву после пожара [4] или на листья лотоса (известный как «эффект лотоса») [5]. В большинстве случаев при создании искусственных жидких мраморов используются гидрофобные порошки (политетрафторэтилен и др.)) используются для покрытия капель. Гидрофильные порошки (графен) [6] или даже нановолокна, изготовленные из сополимеров фторалкила и ацетата целлюлозы, также используются в качестве внешних фаз, что приводит к получению жидких шариков с превосходными структурными свойствами по сравнению с шариками с гидрофобной порошковой оболочкой [7]. Жидкости, используемые в качестве внутренней фазы, обычно демонстрируют высокое поверхностное натяжение, поэтому общее поверхностное натяжение, отвечающее за прочность жидкого мрамора, также велико [3].

2.2. Состав жидких шариков

Обзор показывает, что жидкие шарики имеют простой состав: несколько микролитров жидкости, заключенных в слой гидрофобного порошка.Чтобы выявить необходимые условия для образования жидких шариков, в этой статье рассматриваются порошки как часть системы, а также типы жидкостей, которые могут составлять внутреннюю фазу:

● Внешняя фаза

Физически порошки являются совокупности твердых частиц различных форм и размеров от 0,5 до 1000 мкм, образующие дисперсные системы твердое тело-газ. Между ними существуют силы отталкивания из-за адсорбции на границе раздела частиц. Порошки состоят из первичных частиц (отдельных объектов), которые нельзя разделить на части, и вторичных частиц, агрегатов (образованных путем соединения первичных частиц при высоком давлении / температуре) и агломератов (первичных частиц, удерживаемых вместе ван-дер-ваальсовыми, электростатическими, ньютоновскими, и неньютоновские силы).

Порошки, используемые для получения жидких шариков, различаются по физическим свойствам (цвет частиц, электрический заряд, степень смачивания) и терапевтической активности. Отмечена прямая корреляция между смачиваемостью порошков и образованием жидких шариков. В литературе показано, что гидрофобные порошки (как натуральные: Lycopodium , сажа [8], так и синтетические: поливинилиденфторид (PVDF), политетрафторэтилен (PTFE), полиэтилен (PE) [9], полиметилметакрилат (PMMA) [10], гидрофобный медный порошок [11]), а также гидрофильные (графен, технический углерод) могут использоваться для покрытия капель [3].

Толщина стенки жидкого мрамора определяется комбинацией моно- и многослойных частиц. В своих экспериментах Nguyen et al. [12] показывают, что частицы диоксида кремния размером более 50 мкм образуют монослои, в то время как более мелкие частицы распределяются как многослойные, образуя внешнюю фазу жидких шариков. По прошествии некоторого времени внешний слой ухудшается из-за уменьшения притягивающих взаимодействий между частицами порошка. Дальнейший морфологический анализ показывает аналогию между гидрофобной оболочкой жидкого мрамора, считающейся гибкой, и супергидрофобной поверхностью, соответствующей модели Кэсси-Бакстера.Более того, мраморная оболочка сложнее жесткой поверхности Кэсси из-за ее гибкости, которая позволяет растягиваться и изгибаться, чтобы соответствовать жидкой сердцевине. Чтобы внешний слой мог при необходимости растягиваться, в нем должно быть достаточно частиц порошка, чтобы изменить растянутую поверхность раздела порошок-жидкость. Мелкие гидрофобные частицы образуют многослойную оболочку, способную «выдержать» любые внешние силы, приложенные к мрамору. Таким образом, мелкие частицы окружают жидкую сердцевину по периметру и помогают поддерживать ее целостность.По мере того, как действуют силы сжатия, в общей структуре мрамора происходит ряд изменений. Мелкие частицы легко перемещаются и упаковываются во вновь образованные пустоты, тем самым сохраняя целостность оболочки. Крупные частицы более жесткие, не обеспечивают гибкости и защиты внутренней фазы от контакта с опорой. Был сделан вывод, что жидкие шарики, покрытые нанометровыми частицами, более стабильны из-за легкости заполнения любых новых пространств, созданных во время сжатия.Кроме того, структура жидкого мрамора определяется силами Ван-дер-Ваальса между гидрофобными частицами, что дает ему возможность расширяться при сжатии. Между гидрофобными частицами нет водородных связей, в отличие от молекул воды, где водородные связи очень прочные. Таким образом, вода может уходить из области между частицами, что усиливает взаимодействие между частицами оболочки. Сопротивление жидких шариков внешним силам деформации снижается по мере увеличения толщины внешней стенки или увеличения смачиваемости частиц водой.Если частицы внешнего слоя смачиваются внутренней фазой, тогда жидкость получает возможность проникать между пространствами, что приводит к разрушению мрамора. Эти гипотезы следует учитывать при разработке стабильных жидких мраморов как предшественников полых гранул.

Чтобы проанализировать структуру и наслоение оболочки, McEleney et al. Провели эксперименты по формированию жидких шариков. [10]. Шарик порошка из ПММА и других супергидрофобных порошков меди с различными размерами частиц представлял собой экспериментальную установку.Жидкие шарики, образовавшиеся после того, как капли воды были помещены на стекло часов, собирали частицы порошка при наклоне. Авторы описали «листовое распределение» частиц. Более того, наблюдали движение частиц по поверхности капли, пока они не сгруппировались в пленку. При помещении на слой порошка ПММА шарики образуются мгновенно. Объяснение заключается в более низкой плотности ПММА по сравнению с медными порошками, что выражается в меньших силах, необходимых для движения вдоль капли и, наконец, стабилизации в тонкую пленку.Хотя мрамор, сформированный на супергидрофобных материалах, кажется, имеет однослойную оболочку, после перемешивания частицы могут распределяться на несколько слоев. В случае ПММА частицы образуют конгломераты и более сложную внешнюю оболочку. Гравиметрический анализ показывает прямую зависимость массы порошка от площади поверхности капли. Большой размер частиц приводит к высокому соотношению массы порошка к площади поверхности. Этот метод полезен при разработке нового метода инкапсулирования сульфата гентамицина, костного цемента ПММА.

Другие исследования внешней оболочки жидких мраморов были проведены Бормашенко [13] с использованием методов оптической микроскопии, конфокальной микроскопии и СЭМ. Гипотеза о многослойном распределении порошков на поверхности жидкой капли еще раз подтверждается за счет просветов жидкого ядра, разделенных Lycopodium и частицами PVDF, которые наблюдались на экспериментальных жидких мраморах.

Переходя к мелкомасштабному анализу внешних фаз жидких шариков, утверждается, что частицы с одинаковой гидрофобностью будут проявлять силы притяжения между собой из-за относительных знаков кривизны менисков на границе раздела жидкость-пар на поверхности частицы. .Это означает, что частицы, индуцирующие мениски с одинаковой кривизной, притягиваются, а частицы, вызывающие мениски с противоположной кривизной, отталкиваются. Предполагается, что это явление заставляет частицы образовывать агрегаты на поверхности капель воды вместо того, чтобы поддерживать разделение [14].

Анализ поведения раковин жидкого мрамора проводился в условиях высоких температур с целью выявления структурных изменений. Процесс испарения внутренней фазы будет проанализирован также в разделе 4.4 относительно структурных модификаций всего жидкого мрамора. Происходит испарение внутренней фазы, вызывая переходные стадии внешнего слоя. Во время высокотемпературного воздействия жидкого мрамора его оболочка претерпевает определенные изменения жесткости в результате агломерации частиц. Эти модификации проводятся следующим образом: сразу после образования — «жидкая стадия», описываемая как свободная структура с низким поверхностным натяжением; «стадия легкой связи», которая следует за началом испарения, когда вся конструкция становится жесткой; «твердая твердая стадия», переход от организованной стадии к неорганизованной, предшествующая «морщинистой стадии» и коллапсу [15,16].

● Особая архитектура жидких шариков

Архитектура жидких шариков может варьироваться в зависимости от свойств оболочки и внутренней фазы. При анализе составов специальных жидких мраморов следует отметить их компоненты с точки зрения поверхностных свойств, шероховатости, геометрического расположения, однородности, когда речь идет о оболочке и вязкости, поверхностной энергии, полярности, поведении в электрическом / магнитном поле, когда речь идет о внутренней фаза. Было разработано много типов инновационных покрытий с различным применением, а также разделенные на отсеки мраморы, образованные путем легкого сжатия капель вместе.Некоторые из этих недавно обнаруженных жидких шариков представлены ниже вместе с экспериментальными наблюдениями.

Пример жидких шариков с определенной оболочкой включает в себя внутреннюю фазу раствора сульфата меди и внешнюю фазу — гидрофобный поли-высокомолекулярный внутренний фазовый эмульсион-полимер (HIPE) (содержащий смесь HDBMA ₇₆ : EGDMA ₂₄ , гексафторбутилметакрилат: диметилметакрилат этиленгликоля). Таким образом, оболочка представляет собой пористую структуру, частицы которой связаны между собой гигапорами микронных размеров.Они напоминают естественные организмы, такие как радиолярии (простейшие, производящие минеральные микротрубочки) или диатомовые водоросли (микроводоросли с клетками, соединенными трубками), как показано Гокменом и др. [17]. После того, как вода испарится и HIPE-оболочка удалена, остается сфера из сульфата меди. Этот метод может представлять модель при проектировании сферических объектов, в то время как система взаимосвязанных каналов функционирует как распределитель внешних решений

Среди нетрадиционных жидких мраморных покрытий инновационными являются покрытия из углеродных нанотрубок и фуллеренов (C ₆₀ ).Эти покрытия покрывают внутреннюю фазу, содержащую реагенты. Когда жидкие шарики плавают на поверхности жидкости и подвергаются воздействию инфракрасного излучения, они выделяют реагенты в результате преобразования света в тепло. Реагенты взаимодействуют с веществами из жидкости, в результате чего образуются новые химические продукты [18].

Корпуса, повышающие сопротивление жидких мраморов сжатию, были разработаны из фторкарбоновых сополимеров и гидрофобных нановолокон целлюлозы. Другие покрытия (микроплисты Fe ₃ O ₄ / C) уменьшают процесс испарения внутренней фазы и успешно функционируют как микрореакторы в синтезе нанокомпозитов [19].

Также существует возможность создать жидкий мрамор, покрытый оболочкой, которая не имеет одинаковых свойств на всей поверхности. Они напоминают частицы Януса и могут управляться электрическими полями. Половина покрытия (сферический колпачок) сделана из технического углерода (полупроводник), а другая половина — из тефлона (диэлектрик), как показано на [20]. Мрамор Janus образуется после того, как два разных мрамора (например, один покрытый углем, а другой тефлон) соединяются вместе, чтобы произошло слияние.Как показали Бормашенко и др., Прогресс был отмечен в области создания композиционных жидких мраморов особой формы, содержащих органические и неорганические жидкости. [21]. Таким образом были получены капли кубической формы, как показано на b.

( a ) Жидкий мрамор, напоминающий частицу Януса; ( b ) Кубический мрамор FPS.

Кубические частицы пенополистирола (FPS) обрабатывались плазмой для увеличения их поверхностной энергии и гидрофильности, смачивались водой и покрывались гидрофобными коллоидными частицами.Формованные жидкие шарики сохраняли устойчивость как на твердой, так и на жидкой опоре. Эти мраморные шарики особой формы не слипаются при контакте из-за того, что жидкости, покрытые гидрофильными частицами, ведут себя как упругие твердые тела, а не как жидкости. Необычные геометрические фигуры образуются после сжатия двух шариков, как показано на рисунке. Категория композитов с антипригарным покрытием дополняется каплями воды и ди-йодметана, покрытыми PTFE, которые слегка сжаты вместе. Образовавшееся образование разделяет гидрофобную оболочку.При приложении электрического поля капля воды забирается на более плотную ди-иодметановую каплю, и структура меняет форму, как показано на рисунке b [22].

( a ) Шарики Cubic Lycopodium , помещенные в контакт; ( b ) Водный мрамор, взбирающийся на дийодметановый, с той же оболочкой из ПТФЭ.

Специальные методы, такие как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), применяются к жидкому мрамору с ионным ядром, чтобы получить полную полимерную оболочку.Хотя этот метод обычно применяется к твердым поверхностям, чтобы покрыть их тонкими пленками, Bradley et al. [23] использовали его для покрытия капель. Термодинамическая стабильность системы определяется эффектами поверхностного натяжения и растворимости. Условие получения стабильных мраморов с полимерным покрытием связано с поверхностной энергией, которая должна обеспечивать растекание полимера по всей внутренней жидкости. Было продемонстрировано, что для того, чтобы полимеризация происходила на поверхности жидкого ядра, мономер не должен растворяться в жидкости.В противном случае, поскольку мономер устанавливает место полимеризации, реакция будет происходить как на границе раздела жидкость-воздух, так и внутри жидкости ядра, что является нежелательным процессом. Технология CVD обещает новые применения в оптике, зондировании и разработке гибридных материалов. Эксперименты, проведенные теми же авторами, показали, что высота и шероховатость полимерной оболочки обратно пропорциональны вязкости жидкого ядра и скорости осаждения полимера. Варьируя эти параметры, CVD можно использовать для получения микроструктурированных пленочных оболочек, подходящих для потенциальных применений в тканевой инженерии, электролитных мембранах и разделениях [24].Некоторые изменения в архитектуре раковин приводят к увеличению устойчивости жидких шариков. Примеры показывают преобразование гранулированной структуры в тонкую пленку под воздействием паров растворителя или самосборку пептидных единиц, вызванную изменениями pH внутри оболочки капли. Помимо полых полимерных капсул, жидкие шарики на основе жирных кислот и кристаллов триацилглицерина превращаются в капсулы при нагревании [14].

● Внутренняя фаза

Жидкие шарики обычно включают жидкости с высоким поверхностным натяжением, такие как вода или глицерин.Xue et al. и Matsukuma et al. сообщают о возможности получения жидких шариков с использованием жидкостей с низким поверхностным натяжением (диметилсульфоксид – ДМСО, толуол, гексадекан, этанол [25], метанол, 1,4-диоксан [26]) путем адаптации свойств порошка, выбранных для формирования покрытия. Возможность «построить» неадгезивные капли из гидрофобного порошка, покрывающего этанол, дийодметан, определяется концентрацией жидкости и ее поведением при контакте с порошком (порошок либо поглощается жидкостью, либо остается в газожидкостном состоянии). интерфейс, образующий оболочку) [9].

В микрофлюидике ионные жидкости, такие как водные растворы серной кислоты, гидроксид натрия, дииодметан, гексадекан, кровь, инкапсулируются олигомерным тетрафторэтиленом (OTFE), образуя жидкие шарики, устойчивые к действию механической силы [27]. Органические растворители также могут быть инкапсулированы фторированным децилполиэдрическим олигомерным сесквисилоксаном (FD-POSS) [25].

Частным случаем жидких мраморов является Галинстан (эвтектическая жидкая смесь, в основном состоящая из галлия, индия, олова), покрытая тефлоном, изоляторами (SiO ₂ ) или полупроводниками (CuO, ZnO, WO ₃ ).Они обладают способностью катиться, плавать на воде и могут использоваться в качестве полупроводниковых систем, устойчивых к высоким температурам и ударам. Их неполная оксидная оболочка предотвращает перегруппировку частиц, что отличает их от обычных жидких мраморов при получении на воздухе. Их предпочтительно получать в разбавленном растворе соляной кислоты, так как идет реакция восстановления [28].

● Прочие компоненты

Чтобы оболочка была стабильной, в состав жидких шариков входят вспомогательные вещества, такие как связующие.Для получения полых гранул из жидких мраморов путем испарения внутренней фазы необходимо использовать такие связующие, которые поддерживают целостность внешней оболочки. Среди связующих растворов мы вспоминаем поливинилпирролидон (ПВП), гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) и гидроксипропилцеллюлозу (ГПЦ) с концентрациями от 2% до 18%, полиэтиленгликоль (ПЭГ) 200, ПЭГ 300, ПЭГ 400, ПЭГ 600 и т. Д. . [29,30].

2.4. Как получить жидкие шарики

Самым популярным методом, используемым для получения жидких шариков, является метод, предложенный Ауссилусом и Кере: катание капли жидкости на гидрофобном порошковом слое, так что частицы образуют оболочку на ее поверхности; общий вид похож на мраморную жемчужину.Этот метод имеет свои ограничения: трудоемкость, неравномерное покрытие, невоспроизводимость и невозможность получения более стабильных капель размером менее 10 мкл. Это некоторые из причин, по которым жидкий мрамор еще не производится в промышленных масштабах. Методы все еще находятся на стадии исследования, в основном с точки зрения воспроизводимости и эффективности [3]. Как правило, основная цель — равномерно покрыть каплю частицами. Сообщалось о методах, которые покрывают только часть капли микронными частицами (триметилсилилхлорид).Капля аккуратно помещается на порошковую подушку, не вращая ее. Капля имеет тенденцию к сжатию и приобретению сферической формы. Последующее испарение определяет, что некоторые частицы плавают вокруг капли, покрывая ее [31]. Если частицы большие (ПММА, гидрофобный медный порошок ~ 320 мкм), они не могут заключить в капсулу целую каплю. Жидкие шарики в этом случае выглядят иначе, с открытой зоной в верхней части [10].

В 2012 году было сообщено о новом методе, основанном на конденсации и зародышеобразовании капель.Жидкость, представляющая внутреннюю фазу (вода, глицерин, этиленгликоль), помещается в емкость для подогрева с расположенным под ней источником тепла. Тонкий слой гидрофобных частиц (коллоидный диоксид кремния Cab-O-Sil и тефлон микронных размеров) описан на границе раздела жидкость-воздух. Когда жидкость закипает, пары конденсируются и покрываются гидрофобными частицами. Формируются жидкие жемчужины микронных размеров, представляющие собой микронные жидкие шарики. При отдельном изучении этих жидких шариков обнаруживается еще одно явление: при нагревании «родительских шариков» на их поверхности образуются гораздо более мелкие жидкие капли, называемые «детскими жидкими шариками».Это явление называется «жидким потоотделением мрамора». «Дочерние шарики» скатываются с «родительских шариков» и становятся более прочными (3–1000 мкм) в зависимости от температуры нагрева. Этот метод имеет некоторые преимущества, поскольку он позволяет получать очень маленькие (3 мкм) жидкие шарики и дает возможность контролировать температуру и продолжительность воздействия тепла в зависимости от желаемого результата. Это промышленно применимый метод [32].

Перспективный метод получения жидких шариков различного назначения (контролируемое высвобождение лекарств, мембраны для очистки воды) заключается в обертывании капель прозрачными стеклянными волокнами, предотвращающими испарение жидкости [33].

Другой автоматизированный и эффективный процесс производства жидких шариков основан на вибрации контейнера и сборе закрытых капель сразу после образования. Метод позволяет регулировать параметры и использовать более одного гидрофобного порошка [34].

Революционный метод, в котором не используются гидрофобные частицы, заключается в покрытии капли после удара тканью из супергидрофобных нановолокон. Полученные жидкие шарики демонстрируют сопротивление испарению, вихревому перемешиванию в масляной фазе, с преимуществом отсутствия внутренней потери фазы [7].

Жидкие шарики разных форм можно получить разными способами. Вот почему выбор подходящих компонентов и параметров эксперимента — очень сложный процесс. Для проверки свойств жидкого мрамора в соотношении с различными рецептурами были проведены сравнительные эксперименты. Были задействованы жидкие шарики двух конструкций: один из них покрыт наночастицами коллоидного кремнезема, а другой — наночастицами тефлона. Результаты показывают, что они оба прозрачные, более прочные и устойчивые к силам сжатия по сравнению с жидкими шариками, покрытыми микрочастицами.Эти свойства возникают из-за длинных цепочек интеркалированных частиц, образующихся на поверхности капли [31].

Среди недавно предложенных материалов для покрытия жидких шариков: графен (Fe ₃ O ₄ / C), покрывающий нелетучие жидкости, с успешным применением в качестве катализаторов реакций [19]. Также доказано, что полимерные латексы (ПС, ПММА), стабилизированные полиионными жидкостями, образуют устойчивую к плаванию оболочку [35].

Характеристика жидких шариков в коммерческих косметических продуктах

Основные моменты

•

Были проанализированы двенадцать коммерческих продуктов, содержащих жидкие шарики.

•

Жидкие шарики имели характерную оболочку и прозрачный центр.

•

Более однородный размер частиц привел к получению мрамора с более высоким содержанием влаги.

•

Добавление пленкообразователя к основной рецептуре увеличивает время высыхания.

•

Стабильность мрамора зависит от размера, добавок и технологии производства.

Реферат

Жидкие шарики представляют собой капли, содержащие до 98% жидкости, покрытые гидрофобным порошком.Было обнаружено, что коммерчески произведенные продукты служат более двух лет, в то время как лабораторные шарики выдерживают самое большее несколько дней. Целью данной статьи является исследование характеристик двенадцати коммерческих продуктов, основанных на технологии жидкого мрамора, чтобы получить представление об их длительной стабильности. Были исследованы содержание влаги в гранулометрическом составе, внешний вид и общая стабильность коммерческих жидких мраморных изделий. На основе анализа коммерческих составов простой состав, основанный на наиболее распространенных компонентах (диоксид кремния, вода и сополимер VP / VA), был использован для создания жидких шариков и исследования роли ингредиентов состава на стабильности жидкого мрамора.Включение 2% и 5% VP / VA в качестве пленкообразователя увеличивало время выживания жидких шариков, но этого все еще было намного меньше, чем у коммерческих составов. Необходима дальнейшая работа для воспроизведения свойств коммерческих жидких мраморов и увеличения срока службы этих структурированных твердых и жидких частиц.

Ключевые слова

Жидкие шарики

Стабильность

Коммерческие продукты

Состав

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 2015 The Society of Powder Technology Japan.Опубликовано Elsevier B.V.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Плавающий механизм небольшого жидкого мрамора

Процессы | Бесплатный полнотекстовый | Жидкие шарики как миниатюрные реакторы для химических и биологических применений

4.2.2. Микробиореакторы для культивирования и обработки клеток

сухих водяных и жидких шариков

Вы покупаете дорогие увлажняющие кремы, чтобы бороться с разрушительным действием старения, или, почувствовав полуденный запах ямок, вы дотянетесь до шарикового аппликатора?

Мы наносим на кожу различные лосьоны и зелья каждый день, и, хотя мы можем принимать во внимание их активные ингредиенты, мы можем не учитывать, как они доставляются.

Эти ингредиенты часто дороги, но для того, чтобы они работали, они должны оставаться во взвешенном состоянии отдельно от лосьона до тех пор, пока они не соприкоснутся с кожей. Как этого добиться?

Жидкие шарики

Жидкие шарики являются одним из средств доставки дорогих ингредиентов, например, увлажняющих средств и дезодорантов.

Капля жидкости покрыта оболочкой из «гидрофобного» или водоотталкивающего порошка.

Оболочка защищает жидкость от внешнего мира, поэтому вы можете транспортировать жидкость, катая каплю по поверхности.

Жидкие шарики были открыты двумя французскими учеными, Паскалем Осиллусом и Давидом Кере, в 2001 году.

Они заметили, что если споры гидрофобного порошка ликоподия вылить на поверхность воды, объект, помещенный в воду, выйдет покрытым порошком, но совершенно сухим.

Исходя из этого, Ауссиллус и Кере поняли, что капля воды с порошковым покрытием больше не прилипает к поверхности. Вместо этого он катится и подпрыгивает.

Основной проблемой при разработке изделий из жидкого мрамора было ограниченное количество порошков, достаточно гидрофобных для покрытия капель обычных жидкостей.

Ситуация изменилась, когда австралийский ученый Карен Хэпгуд начала использовать жидкие шарики для изготовления капсул из порошкообразных лекарств. Она обнаружила, что менее гидрофобные порошки таких лекарств, как салициловая кислота (которая также используется при лечении прыщей), могут, по крайней мере, частично покрывать капли воды.

Недавно мой коллега Россен Седев из Исследовательского института Яна Варка и я показали, как смачиваемость частиц (степень, в которой жидкость смачивает частицы) определяет, что происходит, когда капля жидкости смешивается с порошком. Это поможет людям, создающим жидкий мрамор, выбрать наилучшее сочетание порошка и жидкости.

Сухая кожа? Попробуйте сухую воду

Хотя жидкие шарики были обнаружены в 2001 году, изобретатели уже знали, что большие объемы воды можно смешивать с некоторыми порошками для получения рыхлого, по-видимому, сухого порошка, называемого «сухой водой».

Первый патент на сухую воду был подан в 1968 году Evonik Degussa GmbH, немецким производителем химикатов, который затем изобрел новый крем, смешав сухую воду с небольшим количеством масла.

Втирание крема в кожу высвобождает воду и оставляет готовый макияж для равномерного нанесения матового покрытия.

Он почти не содержит масел и содержится в косметике, используемой людьми с чувствительной кожей, которые избегают жирных основ на основе эмульсий.

Но практическое применение жидкого мрамора и сухой воды не ограничивается косметической промышленностью.

Новые приложения

Жидкие шарики разрабатываются учеными, воодушевленными их потенциалом действовать как сенсоры.

Израильский ученый Эдуард Бормашенко показал, что жидкий мрамор можно использовать для обнаружения загрязнения воды растворителями или нефтью.

Капля воды, покрытая частицами фторполимера, будет плавать в бассейне с водой до тех пор, пока загрязнитель не проникнет в порошок и не разобьет оболочку.

Порошковое покрытие также газопроницаемо. Вэй Шен наполнил порошковые оболочки индикаторными растворами и показал, что жидкие шарики могут обнаруживать аммиак и соляную кислоту.

Вы можете покрывать жидкости, такие как расплавленные металлы, защитной порошковой оболочкой, а также хранить опасные химические вещества и увеличивать скорость химических реакций с помощью сухой воды.

Так что в следующий раз, когда вы нанесете свой дорогой увлажняющий крем на эти тонкие линии и морщинки, подумайте об ингредиентах, выпущенных из их пудренных темниц, чтобы творить чудеса с вашей кожей.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Жидкие шарики в качестве микрореакторов для качественного и количественного неорганического анализа

Материалы

Частицы

Использовались частицы кремнезема и серицитовой глины различной степени гидрофобности. Всего было использовано пять типов частиц диоксида кремния. Частицы представляли собой гидрофобный аэросил R202 и коллоидальный диоксид кремния, содержащий 14, 33, 50 и 61% остаточных групп SiOH, которые были получены путем химической модификации гидрофильных частиц, содержащих 100% SiOH (N20, площадь поверхности = 200 м 2 ² г ^{— 1} ) с использованием дихлордиметилсилана.Частицы Aerosil R202 были подарком от Рамсами Леона из Evonik Africa (Pty) Limited, а частицы коллоидного кремнезема были от Wacker Chemie, Германия. Гидрофобность частиц связана с процентом остаточных групп SiOH, причем частицы с 14% SiOH являются наиболее гидрофобными, а частицы с 61% SiOH — наименее гидрофобными [30, 31]. Использовали три типа частиц глинистого серицита. Частицы представляли собой частицы фторированной серицитовой глины PF-5, PF-8 и PF-12 от Daito Kasei Kogyo Company Limited, Япония.Частицы являются продуктами химической модификации поверхности их необработанного гидрофильного аналога (PF-0) с использованием различных количеств перфторалкилфосфатдиэтаноламиновой соли C ₉ –C ₁₅ , так что PF-5 является наименее гидрофобным, а PF-12 — наиболее гидрофобный [15]. Дополнительную информацию о частицах фторированной серицитовой глины можно получить у Binks et al. [15], которые использовали частицы для приготовления масляных шариков, сухих масляных порошков и масляных пен.

Химические реактивы

В эксперименте использовались различные кислоты, основания, соли и другие реагенты.Источник и чистота этих реагентов приведены в таблице 1. Соли использовали в качественном анализе, а кислоты и основания использовали в кислотно-основном титровании.

Методы

Сканирующая электронная микроскопия частиц

Частицы просматривали с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) Ziess EVO 60. На углеродный клейкий диск был нанесен самоклеющийся материал. Затем диск вдавливали в частицы порошка.Сжатый воздух пропускали через диск для удаления плохо удерживаемых частиц, оставляя плотно удерживаемые частицы, которые затем покрывали слоем углерода (~ 15 нм) с использованием установки для нанесения покрытий в высоком вакууме Эдварда. Затем частицы подвергали воздействию электронного пучка с напряжением 20 кВ и током 70 пА для получения микрофотографий (рис. 1) частиц.

(верхний) СЭМ-микрофотографии порошка коллоидальных частиц диоксида кремния, содержащего a 100%, b 61%, c 50%, d 33% и e 14% остаточных групп SiOH и порошок f Aerosil R202.(Нижний) СЭМ-микрофотографии: a сырой гидрофильной (PF-0) и b PF-5, c PF-8 и b PF-12 частицы фторированной серицитовой глины

Как видно из микрофотографий СЭМ, отдельные частицы кремнезема (диаметром 20–30 нм) сливаются в квазисферические агрегаты (несколько мкм) независимо от их процентного содержания SiOH. Напротив, отдельные частицы серицитовой глины представляют собой агрегированные пластинки длиной ≥ 2 мкм и толщиной в несколько нанометров. Необработанные гидрофильные кристаллы относительно гладкие по сравнению с фторированными, которые имеют текстуру, возможно, из-за кристаллов Al (OH) ₃ , используемых для усиления реакции фторирования [15].

Качественный анализ

Многие качественные неорганические анализы включают как минимум два этапа — предварительный и подтверждающий. Обе стадии обычно требуют реакции объемных растворов (~ 2 см ³ ) раствора неизвестной соли с каплями и избытком тестовых реагентов. На этой основе катионы и анионы из различных объемных (~ 2 см ³ ) солевых растворов были качественно проанализированы и сопоставлены с подходом жидкого мрамора. Для катионов (Таблица 2) пробирки, содержащие 2 см ³ растворов (1 M) CuSO ₄ · 5H ₂ O, FeCl ₃ · 6H ₂ O, ZnCl ₂ , Pb (NO ₃ ) ₂ и CaCl ₂ реагировали с каплями или избытком раствора NaOH или NH ₄ OH (0.6 М). Затем в пробирках наблюдали характерные реакции (Таблица S-1), которые указывают на присутствие Cu ²⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ , Pb ²⁺ и Ca ²⁺ . ионы соответственно. Аналогичным образом, пробирки, содержащие растворы (1 M) Na ₂ SO ₄ и CaCl ₂ , реагировали с различными тестовыми реагентами (0,6 M) в каплях и в избытке (Таблица 3), и наблюдались характерные реакции. (Таблица S-2), которые указывают на присутствие SO ^2‒ ₄ и Cl ^— соответственно.

Для сравнения, жидкие шарики (40 мкл) различных растворов солей реагировали с различными растворами (10 –25 мкл) тестовых реагентов и наблюдали для характерных реакций.Объемы используемых солевых растворов соответствуют максимальному критическому объему (100 мкл), выше которого жидкий мрамор разрушается, определенному перед экспериментом. Для получения мрамора каплю (40 мкл) солевого раствора наносили из микропипетки Eppendorf на тефлоновую подложку (4 см × 4 см × 3 мм, Radio Spares, Великобритания), содержащую слой (100 мг) необходимого порошкообразные частицы. Капля раскатывалась вперед и назад по слою частиц, где частицы самоадсорбировались на поверхности капли, образуя мрамор [21], который был перенесен на более широкую тефлоновую подложку (4 см × 9 см) для качественного анализа (рис. .2).

Схема качественного анализа жидкого мрамора: a капля водного раствора катится по порошковому слою частиц на тефлоновой подложке, что приводит к образованию жидкого мрамора, b мрамор переносится на другой Тефлоновая подложка, куда добавляются капли раствора тестового реагента, и происходит характерная реакция c , и мрамор меняет цвет

Количественный анализ

Кислотные (HCl, HNO ₃ или H ₂ SO ₄ ) растворы известных концентраций (0.2 или 0,6 M) были стандартизированы путем титрования против растворов основания (NaOH или Na ₂ CO ₃ ) известной концентрации (0,6 или 0,2 M) с использованием подходящих индикаторов. Требуемый объем (25 см ³ ) раствора основания отмеряли в конической колбе и титровали раствором кислоты в присутствии подходящего индикатора (метиловый оранжевый или фенолфталеин) до конечной точки, отмеченной изменением цвета. Используя комбинацию объема кислоты в конечной точке, объема основания и его концентрации, а также сбалансированного уравнения реакции (Таблица S-3), была рассчитана концентрация раствора кислоты и сопоставлена ​​с известным значением.Сообщается среднее из трех значений со стандартным отклонением для каждой рассматриваемой кислотно-щелочной системы. Для метода жидкого мрамора воду добавляли к водному жидкому мрамору (20 мкл) с шагом 5 мкл до тех пор, пока он не разрушился до максимального критического объема (100 мкл). Принимая во внимание максимальный критический объем, жидкие шарики (20–30 мкл) базовых растворов, содержащие капли подходящего индикатора, были приготовлены на тефлоновой подложке и перенесены на более широкую тефлоновую подложку, как описано ранее.Растворы кислоты (10 мкл) добавляли к отдельным базовым жидким шарикам с помощью микропипетки Eppendorf с шагом 5 мкл до конечной точки, отмеченной изменением цвета шарика. Точно так же комбинацию объема кислоты в конечной точке, объема мрамора и его концентрации и сбалансированного уравнения реакции (Таблица S-3) использовали для расчета концентрации раствора кислоты. Ее сравнивали с известной концентрацией и концентрацией из предыдущего эксперимента с использованием миллилитровых объемов раствора.Сообщается среднее трех значений со стандартным отклонением для каждой исследованной кислотно-щелочной системы.

В другом эксперименте раствор йода (0,6 или 0,2 М) титровали по 25 см раствора ³ Na ₂ S ₂ O ₃ (0,6 М) в присутствии крахмала до конечной точки и объем раствора йода в конечной точке аналогичным образом использовали для расчета его концентрации и сравнивали с известной концентрацией. Жидкие шарики (20–30 мкл) раствора Na ₂ S ₂ O ₃ , содержащего крахмал, были приготовлены на тефлоновой подложке и перенесены на более широкую тефлоновую подложку, как описано ранее.