بررسي پراكنده‌سازي ميكرو ذرات باريم‌كرومات و زيركونيوم در محلول آبي كاغذ حرارتي با استفاده از سورفكتانت‌هاي مختلف

Dispersion Investigation of Barium Chromate and Zirconium Microparticles in Aqueous Solution of Thermal Paper Using Different Surfactants

كاغذ حرارتي به عنوان يك منبع پيروتكنيكي در باتري‌هاي حرارتي معمولاً شامل تركيباتي از باريم كرومات، زيركونيوم و الياف معدني است. براي نشاندن ميكروذرات باريم كرومات و زيركونيوم بر روي كاغذ حرارتي ‌بايستي ابتدا آن‌ها را در محلول اوليه پراكنده نمود تا در فرآيند توليد آن نمونه همگني حاصل گردد. در اين تحقيق به بررسي پراكندگي اين ذرات در محيط آبي با استفاده از سورفكتانت‌هاي سديم دودسيل سولفات (SDS)، تريتون X–114، كربوكسي متيل سلولز (CMC)، ستيل تري‌متيل آمونيوم‌ برميد (CTAB) و ستيل پيريدينيوم كلرايد (CPC) با استفاده از طيف‌سنجي مريي-فرابنفش پرداخته شده است. در اين راستا براي تعيين شرايط بهينه تاثير پارامترهاي زمان آسياب‌كاري، زمان هم زدن و دما مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا بايستي pH محلول مورد نظر در كمتر از نقطه ايزوالكتريك (8/6-5/6 =pH) تنظيم گردد تا بار سطح ذرات، مخالف با بار سورفكتانت شود. نتايج نشان‌دهنده كارايي مناسب CMC در مقايسه با ساير سورفكتانت‌ها در مورد هر دو ذره است. بهينه‌سازي شرايط نيز براي محلول‌هايM 005/0 باريم كرومات و M 022/0 زيركونيوم به ترتيب نشان‌دهنده زمان آسياب‌كاري 120 دقيقه و 180 دقيقه، زمان هم زدن 180 و 120 دقيقه و دماي بهينه 70 و 80 درجه سلسيوس بوده است.

Thermal paper as a pyrotechnic source in thermal batteries is typically including of barium chromate, zirconium and mineral fibers. For deposition of barium chromate and zirconium microparticles within the thermal paper, first they should be dispers in solution to obtain a homogeneous sample. In this study, dispersion of these particles were investigated in aqueous medium by using sodium dodecyl sulfate (SDS), Triton X-114, carboxymethyl cellulose (CMC), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and cetylpyridinium chloride (CPC) surfactants by UV-Visible spectroscopy. In this manner to determine the optimal condition, the effect of parameters such as milling time, mixing time and temperature has been studied. pH of the medium must be adjusted lower than the isoelectric point (pH=6.5-6.8) because the particle surface charges became diverse to the surfactant charge. The results showed that in comparison with the other surfactants, CMC is more effective for both particles. Condition optimization for barium chromate (0.005 M) and zirconium (0.022 M) solutions, have been obtained as the milling times of 120 and 180 minutes, the stirring times of 180 and 120 minutes and the temperatures of 70 and 80 °C respectively.