ما هي مزايا كبريتات الباريوم المترسبة في تطبيق الطلاءات؟
تعتبر كبريتات الباريوم المترسبة عامل تقوية في صناعة الطلاء وتحظى بشعبية كبيرة بين المستهلكين ويمكنها تحسين مقاومة الماء ومقاومة الحرارة ومقاومة التآكل ومقاومة الصدمات للطلاءات، وهي مثبتات ضوء غير عضوية بيضاء رخيصة وفعالة يمكنها منع الطلاء شيخوخة السطح ويمكن استخدامه أيضًا كعامل تقوية في الطلاءات لأنه يتمتع بخصائص تعبئة عالية وامتصاص منخفض للزيت، فهو يقلل بشكل كبير من تكلفة الطلاءات الزيتية المختلفة والطلاءات المائية وما إلى ذلك.
يمكن أيضًا استخدام كبريتات الباريوم المترسبة لتحل محل ثاني أكسيد التيتانيوم، ولا تقل قوة إخفاءها، كما أنها تزيد من بياض وسطوع الطلاء. تعتبر كبريتات الباريوم المترسبة مادة صديقة للبيئة بسبب احتوائها على مادة البولي يوريثين الكيميائية القوية. ثبات جيد، مقاومة للأحماض والقلويات، غير قابل للذوبان في الماء، الإيثانول، المذيبات العضوية، صلابة متوسطة، بياض عالي، عالي اللمعان، وامتصاص الأشعة السينية الضارة.
لا يؤدي الطلاء الناتج عن كبريتات الباريوم المترسبة إلى زيادة المحتوى الصلب للطلاء فحسب، بل يقلل أيضًا من كمية المذيبات المستخدمة، حتى عند التركيز العالي، فهو يتميز بلمعان عالٍ للغاية في الإنتاج والتصنيع، ولا يوفر المواد الخام فقط ، ولكنه أيضًا يحسن كفاءة الإنتاج بشكل كبير ويخلق أرباحًا للشركات.
لديها المزايا التالية في تطبيقات الطلاء:
1. أداء عالي التكلفة
تتمتع كبريتات الباريوم المترسبة بانعكاسية عالية للغاية في نطاق واسع، لذا فهي تبدو كمسحوق أبيض ولون محايد، مما يمكن أن يحافظ على السطوع الأصلي ودرجة اللون للصبغة. تكون معظم الأصباغ عرضة لتكوين تكتلات، مما يؤدي إلى إضعاف اللون قوة الصباغ سواء كان معجون ألوان مائي أو معجون ألوان مذيب أو معجون ألوان عالمي، فإن استخدام كبريتات الباريوم المترسبة سوف يقلل بشكل كبير وفعال من مشكلة التلبد في تحضير الأصباغ المختلفة، أو يزيد من العائق الاستاتيكي أو تنافر الشحنة. تثبيت الصباغ وتحسين فعاليته من حيث التكلفة ويمكنه أيضًا تقليل استخدام الأصباغ المختلفة بشكل فعال ولعب دور في استبدال الأصباغ، بما في ذلك ثاني أكسيد التيتانيوم وأصباغ الألوان وأسود الكربون.
2. يمكن استخدامه لضبط اللمعان
تتمتع كبريتات الباريوم المترسبة بقابلية تشتت ممتازة، وبالتالي فإن الطلاء الذي يحتوي على كبريتات الباريوم المترسبة يتمتع بخصائص عالية اللمعان والانسيابية حتى عند التركيزات الأعلى.
3. يمكن أن يقلل من محتوى المذيبات
تتمتع كبريتات الباريوم المترسبة بامتصاص منخفض للزيت، مما يمكن أن يزيد بشكل فعال المحتوى الصلب لمعجون اللون ويقلل من كمية المذيبات، وليس له أي تأثير تقريبًا على اللزوجة ويقلل من المركبات العضوية المتطايرة.
4. يمكن تقصير وقت الطحن
إن استخدام كبريتات الباريوم المترسبة في تحضير الطلاءات يمكن أن يقلل بشكل فعال من مشكلة التلبد في تحضير الأصباغ المختلفة، ليس فقط توفير المواد الخام، ولكن أيضًا تقليل وقت الطحن والتشتت بشكل فعال.
5. مقاومة جيدة جدًا للطقس/المقاومة الكيميائية
تتمتع كبريتات الباريوم المترسبة بقدرة قوية على انعكاس الضوء في نطاق الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية، ويمكن أن تتعاون مع TiO2 للحصول على مقاومة جيدة لأشعة الشمس ومقاومة الطقس.
6. تحسين الخواص الميكانيكية
يتمتع الطلاء المضاف إليه كبريتات الباريوم المترسبة بالتصاق أفضل للطبقات البينية وصلابة الفيلم.
معالجة سطح ألياف الكربون: تحسين أداء المواد المركبة
ألياف الكربون تتحول من ألياف عضوية من خلال سلسلة من عمليات المعالجة الحرارية. يتجاوز محتوى الكربون فيها 90٪. إنها ألياف غير عضوية عالية الأداء ومادة جديدة ذات خصائص ميكانيكية ممتازة. لا ترث ألياف الكربون الخصائص المتأصلة لمواد الكربون فحسب، بل تجمع أيضًا بين مرونة وقابلية معالجة الألياف النسيجية. تعتبر جيلًا جديدًا من ألياف التعزيز وتستخدم في العديد من المجالات عالية التقنية.
كتعزيز، على الرغم من أنها تتمتع بسلسلة من خصائص الأداء الممتازة، إلا أنها مصحوبة أيضًا ببعض التحديات التي يجب مواجهتها. نظرًا للهيكل الشبيه بالجرافيت، فإن سطحها خامل كيميائيًا، ومن الصعب أن يتسلل الراتينج ويتفاعل كيميائيًا. من الصعب أن يتحد السطح مع الراتينج، مما يؤثر بدوره على قوة المادة المركبة. لذلك، من الضروري معالجة سطح ألياف الكربون، وإزالة الشوائب على سطح ألياف الكربون، وحفر أخاديد على سطح ألياف الكربون أو تكوين مسام دقيقة لزيادة مساحة السطح، وتغيير خصائص سطح ألياف الكربون، وزيادة المجموعات الوظيفية القطبية وتنشيط السطح على سطح ألياف الكربون، ومن ثم يسهل التسلل والتفاعل كيميائيًا، بحيث تكون واجهة المادة المركبة متصلة بشكل أكثر إحكامًا وتزداد القوة.
هناك العديد من الطرق لمعالجة سطح ألياف الكربون، بما في ذلك بشكل أساسي أكسدة الطور الغازي، وأكسدة الطور السائل، والأكسدة الكهروكيميائية، ومعالجة طلاء عامل الاقتران، ومعالجة البلازما، وتكنولوجيا تعديل التطعيم، وما إلى ذلك. من بينها، تعد أكسدة الطور الغازي حاليًا الطريقة الأكثر استخدامًا، والأكسدة الكهروكيميائية هي حاليًا التكنولوجيا الوحيدة التي يمكن تشغيلها عبر الإنترنت بشكل مستمر أثناء تحضير ألياف الكربون، ويتم تحسين الأداء العام للمركبات القائمة على الراتينج المعززة بألياف الكربون والمعالجة بالأكسدة الكهروكيميائية.
(1) طريقة أكسدة الطور الغازي
تتضمن طرق أكسدة الطور الغازي أكسدة الهواء وأكسدة الأوزون وما إلى ذلك.
طريقة أكسدة الهواء هي طريقة وضع ألياف الكربون في الهواء مع رطوبة نسبية معينة للمعالجة بدرجة حرارة عالية لأكسدة سطح ألياف الكربون بدرجة حرارة عالية. بعد الأكسدة، تزداد العناصر غير الكربونية على سطح ألياف الكربون، مما يفيد في تحسين قابلية الألياف للبلل وترابط الراتينج.
(2) طريقة أكسدة الطور السائل
طريقة أكسدة الطور السائل هي استخدام حمض النيتريك المركز وحمض الكبريتيك المركز وبيروكسيد الهيدروجين ومؤكسدات أخرى للتلامس مع ألياف الكربون لفترة طويلة لتكوين مجموعات الكربوكسيل والهيدروكسيل وغيرها على سطح الألياف لتعزيز الترابط مع الراتينج.
(3) طريقة الأكسدة الكهروكيميائية
الأكسدة الكهروكيميائية هي طريقة معالجة سطح ألياف الكربون باستخدام الخصائص الموصلة لألياف الكربون كأنود وجرافيت أو صفيحة نحاسية أو صفيحة نيكل ككاثود تحت تأثير مجال كهربائي مستمر واستخدام محاليل حمضية وقلوية وأملاح مختلفة كمحلول إلكتروليت. إن تأثير معالجة الأكسدة الكهروكيميائية للسطح هو عملية مركبة من الحفر المؤكسد طبقة تلو الأخرى وتغييرات المجموعة الوظيفية.
(4) طريقة معالجة طلاء عامل الاقتران
يحتوي عامل الاقتران على مجموعة وظيفية مزدوجة في بنيته الكيميائية، مما يمكنه من التفاعل كيميائيًا مع سطح الألياف والراتنج. يمكن لبعض المجموعات الوظيفية تكوين روابط كيميائية مع سطح الألياف، بينما يمكن للمجموعات الوظيفية الأخرى التفاعل كيميائيًا مع الراتنج. من خلال مثل هذا العمل الوسيط الكيميائي، يمكن لعامل الاقتران ربط الراتنج وسطح الألياف بإحكام، وبالتالي تعزيز الأداء العام للمادة. من خلال استخدام عامل اقتران، لا يمكن تحسين قوة ومتانة المادة فحسب، بل يمكن أيضًا زيادة التصاقها ومقاومتها للتآكل الكيميائي.
(5) طريقة معالجة البلازما
تستخدم تقنية البلازما بشكل أساسي التفريغ والاهتزاز الكهرومغناطيسي عالي التردد وموجات الصدمة والإشعاع عالي الطاقة لتوليد البلازما في ظل ظروف الغاز الخامل أو الغاز المحتوي على الأكسجين لمعالجة سطح المادة.
(6) تقنية تعديل التطعيم
من خلال تطعيم الأهرامات النانوية السداسية لكربيد السيليكون، يمكن تحسين التصاق الواجهة بين ألياف الكربون والراتنج بشكل كبير، مما لا يعزز الخصائص الميكانيكية لمواد ألياف الكربون المركبة فحسب، بل يحسن أيضًا من أداء الاحتكاك. تم تطبيق هذه التكنولوجيا على تصنيع أقراص الفرامل.
من خلال اختيار طريقة معالجة السطح المناسبة، يمكن تحسين خصائص سطح ألياف الكربون، ويمكن تعزيز ارتباطها بمادة المصفوفة، وبالتالي تحسين الأداء العام للمادة المركبة.
اتجاه تطوير مسحوق الماس الصغير
الماس، المعروف باسم "مثقاب الماس"، هو معدن يتكون من الكربون. وهو متآصل للجرافيت بصيغة كيميائية C. وهو أيضًا الشكل الأصلي للماس العادي. الماس هو أصعب مادة طبيعية موجودة في الطبيعة.
تصنيف مسحوق الماس الدقيق
يشير مسحوق الماس الدقيق إلى بلورات الماس المفردة التي يتم سحقها وتشكيلها وتنقيتها وتصنيفها لتشكيل مسحوق الماس الميكروني والميكروني الفرعي. وفقًا لمصدر المواد الخام، يمكن تقسيمه إلى مسحوق الماس الطبيعي ومسحوق الماس الدقيق الاصطناعي.
تصنيف مسحوق الماس الدقيق
يتم إنتاج مسحوق الماس الدقيق أحادي البلورة من خلال مواد كاشطة أحادية البلورة من الماس الاصطناعي، والتي يتم سحقها وتشكيلها، وإنتاجها بطرق معالجة خاصة للمواد فائقة الصلابة.
يتكون هيكل الماس متعدد البلورات من العديد من الجسيمات النانوية الصغيرة المرتبطة بروابط غير مشبعة، والتي تشبه إلى حد كبير الماس الأسود الطبيعي (الماس متعدد البلورات الطبيعي باللون الأسود أو الرمادي الداكن كلون أساسي).
دور أنواع مختلفة من مسحوق الماس
يمكن تقسيم مسحوق الماس التقليدي إلى فئتين، مسحوق الماس متعدد البلورات ومسحوق الماس أحادي البلورة. مع تطور تكنولوجيا النانو، تم استخدام مسحوق الماس النانوي وإيلاؤه المزيد والمزيد من الاهتمام من قبل الناس.
مسحوق الماس متعدد البلورات
مسحوق الماس متعدد البلورات مصنوع من الجرافيت باستخدام طريقة تفجير اتجاهية فريدة من نوعها. تعمل موجة الصدمة للتفجير الاتجاهي للمتفجرات شديدة الانفجار على تسريع رقائق المعدن المتطايرة وضرب رقائق الجرافيت، مما يتسبب في تحويل الجرافيت إلى ماس متعدد البلورات. يتميز مسحوق الماس متعدد البلورات بالهشاشة. شكل الجسيمات عبارة عن كتلة شبه دائرية غير منتظمة، والسطح خشن وغير مستو.
الوظيفة: يستخدم بشكل أساسي في معالجة الكريستال البصري/الرقاقة فائقة الدقة، وتلميع رقاقة السيليكون الكبيرة فائقة الدقة، وتعديل السطح وغيرها من المجالات. يتميز مسحوق الماس متعدد البلورات الكروي بمظهر رمادي-أسود وبريق معدني قليلاً.
مسحوق الماس أحادي البلورة
يتم إنتاج مسحوق الماس أحادي البلورة عن طريق طريقة الضغط الساكن باستخدام مادة كاشطة أحادية البلورة من الماس الاصطناعي، والتي يتم سحقها وتشكيلها بطرق معالجة خاصة للمواد فائقة الصلابة. تحتفظ جزيئاتها بخصائص البلورة الأحادية للماس أحادي البلورة، وشكل البلورة الخاص بها عبارة عن سداسي منتظم وكامل، مع قوة عالية وصلابة واستقرار حراري جيد ومقاومة قوية للصدمات.
الوظيفة: مناسب لتصنيع منتجات الطلاء الكهربائي وعجلات الطحن وعجلات الطحن ولتلميع ونقش زجاج السيارات والأثاث الفاخر والسيراميك وكربيد الأسمنت والمواد المغناطيسية وما إلى ذلك من الحجر عالي الجودة. إنه مادة خام مثالية لطحن وتلميع المواد عالية الصلابة مثل كربيد الأسمنت والسيراميك والأحجار الكريمة والزجاج البصري وما إلى ذلك.
مسحوق الماس النانوي
عندما يكون حجم الحبيبات أقل من 100 نانومتر، يُطلق عليه الماس النانوي. لا يتمتع فقط بخصائص الماس الممتازة، بل يتمتع أيضًا بخصائص فريدة للمواد النانوية مثل تأثير الحجم الصغير وتأثير السطح والتأثير الكمي وما إلى ذلك. لذلك، يتمتع بخصائص مزدوجة للمواد النانوية والماس وله نطاق أوسع من الاستخدامات.
الوظيفة:
(1) تطبيق الطحن والتلميع الدقيق. يتمتع الماس النانوي بخصائص كل من المواد فائقة الصلابة والمواد النانوية. يمكن استخدامه في إنتاج تلميع الأجزاء الدقيقة والمعالجة الدقيقة للغاية للكوارتز والزجاج البصري وأشباه الموصلات والسبائك والأسطح المعدنية. يمكن أن تصل قيمة خشونة السطح Ra إلى 2-8 نانومتر.
(2) التطبيق في المجال الطبي. يمكن استخدام الماس النانوي كحامل بيولوجي في البحث الطبي، ويمكن استخدامه أيضًا في الطلاء المقاوم للتآكل على أسطح العظام الاصطناعية والمفاصل الاصطناعية لإطالة عمر خدمة العظام والمفاصل الاصطناعية.
(3) تطبيق مواد التغليف ذات الموصلية الحرارية العالية. من المتوقع أن تصبح المادة المركبة التي يتم تحضيرها عن طريق إضافة الماس النانوي إلى مصفوفة معدنية عالية التوصيل الحراري نوعًا جديدًا من مواد التغليف الإلكترونية ذات معامل التمدد الحراري المنخفض والتوصيل الحراري العالي.
يتمتع مسحوق الماس الدقيق بمجموعة واسعة من الاستخدامات، مثل أدوات القطع، وأسلاك الماس، ومعاجين الطحن/السوائل الكاشطة، وما إلى ذلك. تتطلب سيناريوهات التطبيق المختلفة متطلبات مختلفة لمسحوق الماس الدقيق، والتطوير المتخصص مواتٍ لتطوير مسحوق الماس الدقيق. مما لا شك فيه أن مسحوق الماس الدقيق هو مادة كاشطة لا غنى عنها لتطوير المنتجات نحو الدقة العالية والمتطورة، وآفاق تطبيقه واسعة ومجالات تطبيقه تتوسع أيضًا.
بالإضافة إلى حرق الأسمنت، ما هي التطبيقات الأخرى الراقية التي يستخدمها الحجر الجيري؟
الحجر الجيري هو المادة الخام الرئيسية لإنتاج الأسمنت. يتم استهلاك حوالي 1.4 إلى 1.5 طن من الحجر الجيري لإنتاج طن واحد من كلنكر الأسمنت.
لذا، بالإضافة إلى إنتاج الأسمنت، ما هي التطبيقات الأخرى الراقية للحجر الجيري؟
1. إنتاج أكسيد الكالسيوم
يتم الحصول على أكسيد الكالسيوم عن طريق التكليس عالي الحرارة للحجر الجيري، والمعروف باسم الجير الحي، وهو مسحوق أبيض. وفقًا لمظهر المنتج، يمكن تقسيم أكسيد الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم الكتلي وأكسيد الكالسيوم المسحوق؛ وفقًا لمحتوى الكالسيوم والمغنيسيوم المختلف، يمكن تقسيم أكسيد الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم الصناعي وأكسيد الكالسيوم الغذائي، إلخ. ينقسم أكسيد الكالسيوم الصناعي إلى أربع فئات: منتجات الفئة الأولى مخصصة للتركيب الكيميائي؛ منتجات الفئة الثانية مخصصة لكربيد الكالسيوم؛ منتجات الفئة الثالثة مخصصة للبلاستيك والمطاط؛ منتجات الفئة الرابعة مخصصة لإزالة الكبريت من غازات المداخن واستخدامات أخرى.
أكسيد الكالسيوم مادة مساعدة مهمة ومادة خام أساسية للصلب والبلاستيك. تتمتع بآفاق سوقية ضخمة في مجالات حماية البيئة مثل معالجة مياه الصرف الصناعي وحرق القمامة وإزالة الكبريت من غازات المداخن. وباعتباره أكسيد قلوي فعال من حيث التكلفة، يستخدم أكسيد الكالسيوم أيضًا على نطاق واسع في الطرق السريعة والسكك الحديدية عالية السرعة والبناء والصناعة (المعادن غير الحديدية وصناعة الورق وصناعة السكر ورماد الصودا والأغذية والأدوية ومواد البناء) والزراعة وغيرها من المجالات، وهو مادة خام أساسية مهمة.
2. إنتاج هيدروكسيد الكالسيوم
يتكون هيدروكسيد الكالسيوم من هضم أكسيد الكالسيوم والماء. صيغته الكيميائية هي Ca(OH)2، والمعروفة باسم الجير المطفأ والجير المائي. ويسمى محلوله المائي ماء الجير الصافي.
يتمتع هيدروكسيد الكالسيوم بخصائص القلويات العامة وهو قلوي قوي. نظرًا لأن قابلية ذوبان هيدروكسيد الكالسيوم أقل بكثير من قابلية ذوبان هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم، فإن تآكل وقلوية محلوله صغيران نسبيًا، لذلك يمكن استخدامه كمنظم للحموضة في الطعام للعب دور في التخزين المؤقت والتحييد والتصلب. يتميز هيدروكسيد الكالسيوم الغذائي بنشاط مرتفع نسبيًا وبنية فضفاضة نسبيًا ونقاء عالٍ وبياض جيد ومحتوى منخفض من الشوائب ولا يحتوي على عناصر ضارة مثل الرصاص والزرنيخ.
يستخدم هيدروكسيد الكالسيوم على نطاق واسع كمادة خام في صناعة إنتاج مستحضرات الكالسيوم، ومن بينها جلوكونات الكالسيوم الشائعة. يمكن استخدام هيدروكسيد الكالسيوم كمنظم للحموضة في مسحوق الحليب (بما في ذلك مسحوق الحليب المحلى) ومسحوق الحليب الكريمي ومنتجاته المحضرة وحليب الأطفال. يمكن استخدام هيدروكسيد الكالسيوم كمنظم ومحايد ومصلب في منتجات البيرة والجبن والكاكاو. بسبب تأثيره على تعديل درجة الحموضة والتخثر، يمكن استخدامه أيضًا في تخليق الأدوية والمواد المضافة للأغذية، وتخليق المواد الحيوية عالية التقنية HA، وتخليق فوسفات VC لإضافات الأعلاف، وتخليق سيكلوهكسان الكالسيوم، ولاكتات الكالسيوم، وسترات الكالسيوم، وإضافات صناعة السكر ومعالجة المياه وغيرها من المواد الكيميائية العضوية الراقية. إنه مفيد لإعداد منظمات الحموضة ومصادر الكالسيوم مثل منتجات اللحوم شبه المصنعة الصالحة للأكل، ومنتجات الكونجاك، ومنتجات المشروبات، والحقن الشرجية الطبية.
3. إنتاج كربونات الكالسيوم النانوية
يشير كربونات الكالسيوم النانوية إلى الحشوات غير العضوية الوظيفية بحجم جزيئات 1-100 نانومتر، والتي تستخدم على نطاق واسع في المطاط والبلاستيك وصناعة الورق والحبر والطلاءات والمواد المانعة للتسرب والمواد اللاصقة والأدوية ومعاجين الأسنان والأغذية وغيرها من المجالات.
يعتمد الإنتاج الصناعي لكربونات الكالسيوم النانوية بشكل أساسي على الكربنة. المواد الخام الخاصة بها هي الحجر الجيري بشكل أساسي مع محتوى عالٍ من كربونات الكالسيوم. يتم الحصول على منتجات المواد المسحوقة عن طريق التكليس والهضم والكربنة والتعديل والتشتت والتجفيف.
وفقًا للتغير التدريجي لمحتوى CaO في الحجر الجيري، يمكن استخدام الحجر الجيري عالي الجودة بمحتوى أكبر من 54٪ لإنتاج كربونات الكالسيوم الخفيفة عالية القيمة المضافة ومنتجات كربونات الكالسيوم النانوية، والتي تستخدم بشكل أساسي في البلاستيك عالي الجودة وصناعة الورق والطلاء والأدوية والإلكترونيات والأغذية وغيرها من الصناعات؛ يمكن استخدام الحجر الجيري متوسط الجودة بمحتوى يتراوح بين 49٪ و 53٪ لإنتاج أكسيد الكالسيوم النشط وهيدروكسيد الكالسيوم المهضوم منه، والذي يستخدم بشكل أساسي في المذيبات المعدنية والمواد الكيميائية وصناعات المعالجة العميقة للأغذية؛ يمكن استخدام الحجر الجيري منخفض الجودة بمحتوى أقل من 48٪ في صناعة الأسمنت وصناعة البناء.
وفقا لمحتوى أكسيد الكالسيوم المختلفة في موارد الحجر الجيري، يتم توزيع المواد الخام من الحجر الجيري على مختلف الصناعات ذات الصلة بطريقة متدرجة، وذلك لتحقيق سلسلة صناعية مغلقة بالكامل مع موارد عالية الجودة، والاستخدام الكامل، والحد الأقصى للقيمة والتأثيرات البيئية.
تطوير راتنجات الجرافين المعدلة بالحرارة
الجرافين هو مادة مستوية ثنائية الأبعاد على شكل قرص العسل تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون المتصلة بطريقة هجينة sp2. يتمتع بالعديد من الخصائص الممتازة، مثل قدرة الناقل العالية على الحركة، ونفاذية الضوء العالية، ومساحة السطح النوعية العالية، ومعامل يونج العالي، وقوة الكسر العالية، إلخ. تجعل هذه الخصائص الجرافين مادة حشو مثالية لتحسين أداء الراتنجات الصلبة بالحرارة. اجتذبت مواد الراتنج الصلبة بالحرارة اهتمامًا واسع النطاق من الصناعة والأوساط الأكاديمية بسبب مزاياها مثل القوة النوعية العالية، ومعامل المرونة الكبير، والاستقرار الحراري الجيد ومقاومة التآكل.
هناك طريقتان رئيسيتان لتعديل سطح مسحوق الجرافين: تعديل الرابطة التساهمية وتعديل الرابطة غير التساهمية.
تعديل الرابطة التساهمية هو طريقة تستخدم التفاعلات الكيميائية لتحقيق الترابط التساهمي للمعدِّلات على سطح الجرافين، أو المعالجة الخاصة للجرافين لتكوين مجموعات وظيفية جديدة أو روابط كيميائية، وبالتالي تحسين توافقية مسحوق الجرافين وقابليته للتشتت في مصفوفة الراتنج.
يجمع تعديل الرابطة غير التساهمية بشكل أساسي بين المجموعة المعدلة والجرافين من خلال تكديس الرابطة π-π لتحقيق تعديل فعال للجرافين. تتمثل ميزة هذه الطريقة في أنها تعمل على تحسين قابلية تشتت الجرافين دون تغيير البنية الكيميائية للجرافين أو إدخال روابط تساهمية جديدة.
بالنسبة لأنواع مختلفة من مصفوفات الراتنجات الصلبة بالحرارة، من الضروري اختيار طريقة تعديل مناسبة بحيث يمكن توزيع مسحوق الجرافين بالتساوي في الراتنج دون التأثير على أداء مصفوفة الراتنج.
كنوع جديد من الحشو المعزز، يمكن توزيع الجرافين بالتساوي في مصفوفة الراتنجات الصلبة بالحرارة لتحسين الخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل والخصائص الكهربائية ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل للمواد المركبة بشكل كبير، وبالتالي توسيع نطاق تطبيق المواد المركبة القائمة على الراتنجات الصلبة بالحرارة.
الخصائص الميكانيكية
يمكن للجرافين تحسين الخصائص الميكانيكية لمواد الراتنجات الصلبة بالحرارة بشكل كبير، مما يجعل المواد المركبة ذات قيمة تطبيقية مهمة في مجالات الآلات وأجزاء الهياكل للسيارات.
أداء مضاد للتآكل
ستؤدي إضافة أكسيد الجرافين إلى تحسين التوصيل الحراري للمادة المركبة وتسريع عملية استخراج الحرارة، مما يقلل من معدل التآكل الخطي للمادة المركبة بنسبة 62.08%. تساعد إضافة أكسيد الجرافين في تحفيز تكوين طبقة كربونية في المصفوفة أثناء عملية التآكل، مما يعزز درجة تآكل المصفوفة، وتكوين طبقة عازلة للحرارة لمنع الحرارة من التمدد إلى المادة، وبالتالي تقليل معدل التآكل الخطي للمادة المركبة وتحسين مقاومة التآكل لمادة الراتنج المركبة.
الخصائص الكهربائية
الجرافين مادة كربونية ذات بنية شبكية قرص العسل ثنائية الأبعاد تتكون من ذرات كربون مهجنة sp2. توفر الإلكترونات الهيكلية π الممتازة تأثيرًا مترافقًا، مما يحسن بشكل كبير من حركة الإلكترونات. في نفس الوقت، في ظل الظروف المثالية، يكون نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ في الجرافين على اتصال عند نقطة ديراك، بحيث يمكن للإلكترونات التحرك بين نطاق التكافؤ ونطاق التوصيل دون عوائق الطاقة، وبالتالي تعزيز الجرافين للحصول على خصائص كهربائية ممتازة.
مقاومة التآكل
يعتبر الراتنج المتصلب بالحرارة مادة مصفوفة شائعة في مواد الطلاء وله مقاومة ممتازة للتآكل، ولكن مادة الراتنج المعالجة ستنتج مسامًا دقيقة أو فجوات دقيقة، مما يضعف قدرة الحماية للركيزة. يمكن للاستقرار الكيميائي وخصائص الحاجز للجرافين نفسه أن تمنع بشكل فعال اختراق العوامل المسببة للتآكل وتمنع المزيد من انتشار العوامل المسببة للتآكل في السطح عندما تصل إلى سطح المعدن، مما يقلل من درجة الضرر التآكلي للركيزة الواقية، مما يجعله الحشو المفضل لطلاء الركيزة المعدنية.
تطبيق راتينج الجرافين المعدّل بالحرارة
في الوقت الحاضر، يتم استخدام راتينج الجرافين المعدّل بالحرارة بشكل أساسي في الطلاءات المقاومة للتآكل الثقيلة، والتي يتم رشها على المعدات الكبيرة (مثل السفن الكبيرة، والمنصات السطحية، وطواحين الهواء، وما إلى ذلك) لمنع التآكل وإطالة عمر الخدمة؛ وفي المستقبل، سيتم أيضًا استخدام راتينج الجرافين المعدّل بالحرارة على نطاق واسع في مجال الطيران والمكونات الإلكترونية وغيرها من المجالات.
تطبيق مسحوق السيليكا المعدل
مسحوق السيليكا هو مادة حشو وظيفية غير معدنية غير عضوية مهمة للغاية يمكن خلطها مع البوليمرات العضوية وتحسين الأداء العام للمواد المركبة. يستخدم على نطاق واسع في الكهرباء والإلكترونيات والمطاط السيليكوني والطلاءات والمواد اللاصقة ومواد التغليف وغيرها من المجالات.
مسحوق السيليكا نفسه عبارة عن مادة قطبية محبة للماء. له خصائص واجهة مختلفة عن مصفوفة البوليمر، وتوافق ضعيف، وغالبًا ما يكون من الصعب تشتيته في المادة الأساسية. لذلك، من أجل جعل المادة المركبة أكثر تميزًا، من الضروري عادةً تعديل سطح مسحوق السيليكا وتغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسطح مسحوق السيليكا عمدًا وفقًا لاحتياجات التطبيق، وذلك لتحسين توافقه مع المواد البوليمرية العضوية وتلبية متطلبات التشتت والسيولة في المواد البوليمرية.
صفائح النحاس المطلية
صفائح النحاس المطلية هي مادة أساسية إلكترونية يتم تصنيعها عن طريق تشريب الألياف الزجاجية أو غيرها من مواد التعزيز بمصفوفة راتنجية، وإضافة حشوات مختلفة، وتغطية أحد الجانبين أو كليهما برقائق النحاس من خلال عمليات مثل ضبط الغراء والتشريب، ثم الضغط الساخن. يمكن أن يؤدي إضافة مسحوق السيليكا المعدل إلى تقليل تكلفة إنتاج صفائح النحاس المطلية وتحسين مقاومتها للحرارة والتوصيل والخصائص الميكانيكية.
المطاط
المطاط مادة بوليمرية عالية المرونة مع تشوه عكسي. يمكن استخدامه على نطاق واسع في الإلكترونيات والسيارات والهندسة المدنية والدفاع الوطني والطب والصحة والضروريات اليومية. في عملية تحضير المطاط، لا يمكن أن يؤدي إضافة كمية معينة من الحشو غير العضوي إلى تقليل تكلفة إنتاج المطاط فحسب، بل وأيضًا إلى تحسين الخصائص الفيزيائية الشاملة والخصائص الميكانيكية الديناميكية لمواد المطاط المركبة بشكل كبير.
البلاستيك
يمكن استخدام مسحوق السيليكون كحشو في مواد مثل البولي إيثيلين (PE) وكلوريد البولي فينيل (PVC) والبولي بروبيلين (PP) وبولي فينيل الإيثر (PPO) في عملية تصنيع البلاستيك. يتم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل البناء والسيارات ومواد عزل الاتصالات الإلكترونية والزراعة والضروريات اليومية والدفاع الوطني والجيش.
مركب صب الإيبوكسي
مركب صب الإيبوكسي هو مركب صب مصنوع من مجموعة متنوعة من المواد المضافة. إنه مادة أساسية للتغليف الإلكتروني ويمثل أكثر من 97٪ من سوق التغليف الإلكتروني الدقيق. يمكن استخدامه على نطاق واسع في أشباه الموصلات والإلكترونيات الاستهلاكية والدوائر المتكاملة والطيران والجيش وغيرها من مجالات التغليف.
صب الإيبوكسي
مادة صب العزل الإيبوكسي عبارة عن خليط راتنجي قابل للبلمرة سائل أو لزج مصنوع من الراتنج وعامل المعالجة والحشو وما إلى ذلك. عند درجة حرارة الصب، يتمتع الصب بسيولة جيدة وأقل تطايرًا وسرعة معالجة وانكماش صغير بعد المعالجة. راتنج الإيبوكسي المتشكل بعد الصب هو منتج عازل يدمج وظائف متعددة مثل العزل ومقاومة الرطوبة ومقاومة العفن ومقاومة التآكل والتثبيت والعزل.
غراء التغليف الإلكتروني
غالبًا ما يستخدم غراء التغليف في المكونات الإلكترونية، بشكل أساسي للترابط والختم والحاجز والحماية. يكون سائلًا قبل المعالجة وله سيولة معينة. تختلف لزوجة الغراء وفقًا للمادة والأداء وعملية إنتاج المنتج، ولا يمكن تحقيق قيمته الاستخدامية إلا بعد معالجة الغراء تمامًا.
حجر الكوارتز الصناعي
يستخدم مسحوق السيليكون كحشو في حجر الكوارتز الصناعي، والذي لا يقلل فقط من استهلاك الراتينج غير المشبع، بل يحسن أيضًا مقاومة التآكل ومقاومة الأحماض والقلويات والقوة الميكانيكية وغيرها من خصائص لوحة الكوارتز الصناعي.
تختلف متطلبات الجودة في مجالات تطبيق مسحوق السيليكون الدقيق المختلفة. لذلك، عند اختيار تطبيق مسحوق السيليكون الدقيق، يجب أن يتم دمجه مع احتياجات الصناعات اللاحقة، ويجب مراعاة التكلفة الشاملة والكفاءة والأداء وعوامل أخرى لاختيار نوع مسحوق السيليكون الدقيق والمعدل والصيغة المناسبة. مع التحسن المستمر لاقتصاد ومجتمع بلدي، في الوقت الحاضر، سيركز بحث تطبيق مسحوق السيليكون الدقيق المعدل بشكل أساسي على صفائح النحاس الراقية، والمواد اللاصقة عالية الأداء، ومواد العزل وغيرها من المجالات التكنولوجية العالية المنتجة باستخدام مسحوق السيليكون الدقيق الكروي كمواد خام. سيكون التكرير والتخصص الوظيفي هو الاتجاه السائد لتطبيق مسحوق السيليكون الدقيق المعدل في المستقبل.
معدات تعديل سطح المسحوق الشائعة
تتضمن العوامل التي تؤثر على تأثير تعديل المسحوق خصائص المواد الخام للمسحوق، وطرق التعديل، وعمليات التعديل، والمعدلات وصيغها، ومعدات التعديل. عند تحديد عملية تعديل المسحوق والمعدل أو الصيغة، تصبح معدات التعديل العامل الرئيسي المؤثر على تأثير تعديل المسحوق.
تتولى معدات تعديل المسحوق بشكل أساسي ثلاث مسؤوليات: الأولى هي الخلط، والثانية هي التشتت، والثالثة هي أن المعدل يذوب في المعدات ويتحد جيدًا مع المسحوق. بالإضافة إلى ذلك، يلزم أيضًا أن يكون لمعدات تعديل المسحوق استهلاك أقل للطاقة وتآكل، وعدم تلوث الغبار، وتشغيل بسيط للمعدات، وتشغيل مستقر.
1. معدل هجين عالي الكفاءة HEM
يحتوي معدل HEM الهجين عالي الكفاءة على ست مجموعات من مجاديف التحريك، و24 سكينًا متحركًا ولوحات توجيهية. يتم خلط المواد بالكامل بشكل متكرر في الحاوية وتعمل بشكل متكرر مع المواد المضافة، بحيث تمتص المواد المواد المضافة، بحيث يتم طلاء المواد المضافة بالتساوي على سطح المسحوق.
2. خلاط التسخين عالي السرعة
يعتبر خلاط التسخين عالي السرعة أحد المعدات المستخدمة بشكل شائع للطلاء الكيميائي وتعديل المساحيق غير العضوية، مثل الحشوات أو الصبغات غير العضوية. إنه جهاز خلط يستخدم على نطاق واسع في صناعة معالجة المنتجات البلاستيكية.
3. معدِّل سطح المسحوق المستمر SLG
يتكون معدِّل سطح المسحوق المستمر SLG بشكل أساسي من مقياس حرارة، ومنفذ تفريغ، ومدخل هواء، وقناة هواء، وآلة رئيسية، ومنفذ تغذية، ومضخة قياس ومغذي.
4. معدِّل سطح التأثير عالي السرعة لتدفق الهواء
يتكون الهيكل الرئيسي بشكل أساسي من دوار دوار عالي السرعة، وثابت، وحلقة دوران، وجناح، وستارة، وجهاز تغذية وتفريغ. يتكون النظام بالكامل من خلاط، وجهاز تغذية قياس، ومعدِّل سطح التأثير عالي السرعة لتدفق الهواء، وجهاز جمع المنتجات، وجهاز تحكم، وما إلى ذلك.
5. خلاط مجداف أفقي
يُعد الخلاط المجداف الأفقي معدِّل سطح مسحوق متقطع مع أسطوانة أفقية ومجداف متعدد أحادي المحور كخصائص هيكلية. تتكون بشكل أساسي من آلية نقل، وعمود رئيسي، وأسطوانة، وغطاء طرفي، وما إلى ذلك.
6. طاحونة توربينية (دوارة)
تتكون بشكل أساسي من قاعدة الآلة، وجزء المحرك، وغرفة التكسير، وضبط الفجوة، والمدخل والمخرج. وتتمثل الخاصية في استخدام الحرارة الناتجة عن عملية الطحن فائقة الدقة (50 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية) لإدخال المسحوق فائق الدقة المسحوق إلى طاحونة الدوامة، ويتم قياس معدل حمض الستياريك المسخن مسبقًا والمذاب لإجراء تعديل مستمر للسطح.
7. طاحونة توربينية
تتكون طاحونة توربينية بشكل أساسي من عجلة إزالة البوليمر، وباب التفريغ، ومدخل الهواء، والمصنف، ومنفذ التغذية، ومدخل تشتت السطح متعدد القنوات، والمغذي.
أخيرًا، يمكن تلخيص مبادئ اختيار معدات تعديل السطح على النحو التالي:
(1) قابلية التشتت الجيدة للمسحوق ومعدل السطح. فقط مع قابلية التشتت الجيدة يمكن أن يكون للمسحوق ومعدل السطح فرصة وتأثير متساويين نسبيًا، ويمكن تقليل كمية معدل السطح.
(2) درجة حرارة التعديل ووقت الإقامة قابلان للتعديل ضمن نطاق معين.
(3) استهلاك منخفض للطاقة لكل وحدة منتج وتآكل منخفض. بالإضافة إلى المعدل، فإن التكلفة الرئيسية لتعديل السطح هي استهلاك الطاقة. يمكن لمعدات التعديل منخفضة الطاقة تقليل تكاليف الإنتاج وتحسين القدرة التنافسية للمنتج؛ لا يمكن للتآكل المنخفض تجنب تلوث المواد المعدلة فحسب، بل يحسن أيضًا كفاءة تشغيل المعدات ويقلل من تكاليف التشغيل.
(4) تلوث أقل بالغبار. لا يؤدي تسرب الغبار أثناء عملية التعديل إلى تلويث بيئة الإنتاج فحسب، بل يتسبب أيضًا في فقدان المواد، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف إنتاج المنتج. لذلك، يجب التحقيق في تلوث الغبار للمعدات.
(5) الإنتاج المستمر والتشغيل البسيط وكثافة العمالة المنخفضة.
(6) التشغيل السلس والموثوق.
(7) مستوى عالٍ من التحكم التلقائي، والذي يمكنه ضبط حجم المعالجة وكمية إضافة المعدل ودرجة حرارة التعديل ووقت الإقامة وعوامل أخرى تلقائيًا وفقًا لخصائص المادة وخصائص معدل السطح.
(8) يجب أن تكون سعة إنتاج المعدات متوافقة مع مقياس الإنتاج المصمم. عند زيادة حجم الإنتاج المصمم، يجب اختيار المعدات واسعة النطاق قدر الإمكان لتقليل عدد المعدات لتقليل مساحة الأرضية وتكاليف الإنتاج وتسهيل الإدارة.
تعرف على خط إنتاج معدات معالجة المساحيق العامة
تعد معدات معالجة المساحيق مكونًا أساسيًا لا غنى عنه في الإنتاج الصناعي الحديث. فهي تمر عبر تدفقات عملية رئيسية متعددة مثل نقل المواد الخام للمساحيق، والطحن، والتصنيف، ومعالجة السطح، وفصل المواد الصلبة عن الصلبة، وفصل المواد السائلة عن الصلبة، وفصل الغاز عن الصلب، والتجفيف، والخلط، والتحبيب، والتشكيل، والتحميص/التكليس، والتبريد، والتعبئة، والتخزين.
التغذية/التغذية: وحدة تغذية اهتزازية، وحدة تغذية اهتزازية كهرومغناطيسية، وحدة تغذية لولبية، وحدة تغذية قرصية، وحدة تغذية دوارة
النقل: ناقل حزامي، ناقل سلسلة، مصعد دلو، ناقل هوائي، ناقل هيدروليكي، ناقل لولبي
معدات نقل المساحيق والجسيمات الصناعية الشائعة الاستخدام
1 ناقل لولبي
2 ناقل سلسلة أنابيب
3 معدات نقل هوائية ذات ضغط إيجابي
مطحنة طحن
كسارة فكية: تستخدم الفك المتحرك للاقتراب بشكل دوري وترك الفك الثابت لسحق المواد.
كسارة المخروط: تستخدم المخروط المتحرك المتأرجح للاقتراب بشكل دوري وترك المخروط الثابت لسحق المواد.
كسارة المطرقة: تستخدم التأثير الناتج عن دوران رأس المطرقة المثبت على الدوار لسحق المواد.
كسارة التأثير: تستخدم تأثير مطرقة اللوحة المثبتة بشكل صارم على الدوار ولوحة التأثير لسحق المواد.
كسارة القص: تستخدم الحركة السريعة نسبيًا بين الشفرات الحادة المتحركة والثابتة لسحق المواد.
طاحونة الأسطوانة: تستخدم بكرات البثق الدوارة المتزامنة لسحق المواد.
طاحونة التأثير: تستخدم مراوح دوارة عالية السرعة أفقية لجعل المواد تتحرك بشكل طرد مركزي بسرعة عالية، وتصطدم وتسحق بعضها البعض في حجرة الدوامة.
طاحونة الكرات/طاحونة الأنابيب: تستخدم تأثير وطحن وقص وسائط الطحن في الأسطوانة الدوارة لسحق المواد. وسائط الطحن كروية، وعمودية قصيرة، وقضيبية الشكل، وما إلى ذلك.
طاحونة الغربلة: استخدم مطحنة بآلية غربلة لسحق وتصنيف المواد المسحوقة.
مطحنة الاهتزاز: استخدم تأثير وطحن وقص وسائط الطحن في الأسطوانة المهتزة لسحق المواد.
طاحونة البرج/طاحونة التحريك الرأسي: استخدم تأثير وطحن وقص وسائط الطحن التي تعمل بآلية التحريك الرأسي لسحق المواد.
طاحونة التحريك الأفقي: استخدم تأثير وطحن وقص وسائط الطحن التي تعمل بآلية التحريك الأفقي لسحق المواد.
طاحونة الرأس/طاحونة العجلة: استخدم الدوران النسبي لقرص الطحن وأسطوانة الطحن لطحن وسحق المواد، وتصنيف المواد المطحونة، مثل مطحنة رايموند، وطاحونة لوشي، وما إلى ذلك.
طاحونة الأسطوانة الحلقية: استخدم دوران حلقة الطحن (الأسطوانة) ودورانها لسحق المواد بين حلقة الطحن ودائرة الطحن عن طريق التأثير والتصادم والقص.
طاحونة الأسطوانة الأفقية: تجبر الأسطوانة الدوارة المادة على أن تكون مشدودة بين جدار الأسطوانة والأسطوانة ذات الضغط العالي، ويتم ضغطها وطحنها وقصها وسحقها بشكل متكرر.
مطحنة كوكبية: تستخدم تأثير وطحن وسائط الطحن التي تعمل بواسطة دوران أسطوانة الطحن لسحق المواد.
مطحنة الغروانية: يتم قص المواد وطحنها بين الأسنان الدوارة عالية السرعة والأسنان الثابتة ويتم استحلابها وتوزيعها بشكل فعال.
مطحنة تدفق الهواء: يتم سحق المواد عن طريق التصادم القوي والتأثير والاحتكاك بين المواد أو بين المواد وجدار الجهاز باستخدام تدفق الهواء عالي السرعة.
مطحنة شديدة التحمل: تعمل الأسطوانة على شكل قرص على طول المسار السفلي، وتطبق بشكل متكرر الدحرجة والقص لسحق المواد.
مطحنة الجدار الجانبي: يتم دفع الأسطوانة الأسطوانية بواسطة العمود الدوار للدوران وينتج الجدار الجانبي تأثير البثق لسحق المواد.
التصنيف
آلة الغربلة: يتم التصنيف باستخدام الشاشات، بما في ذلك الشاشات الأفقية والشاشات المهتزة وشاشات الرنين وشاشات الأسطوانة وما إلى ذلك.
الشاشة الثابتة: يتم التصنيف باستخدام لوحة شاشة مائلة مكونة من قضبان شبكية متوازية.
مصنف الترسيب بالجاذبية: يتم التصنيف باستخدام الفرق في سرعة الترسيب النهائية للجسيمات في السائل.
الإعصار: تحت تأثير القوة الطاردة المركزية، يتم رمي الجسيمات الأكبر على جدار الجهاز وتدور لأسفل ليتم تفريغها، وتدور الجسيمات الأصغر لأعلى ليتم تفريغها لتحقيق التصنيف.
مصنف مسحوق الطرد المركزي: يستخدم مسارات الحركة المختلفة للجسيمات في المجال الطارد المركزي لتحقيق فصل الغاز عن الصلب أو تصنيف المسحوق.
مصنف مسحوق الإعصار: يستخدم القرص الدوار لدفع الشفرات للدوران لتصنيف المسحوق.
مصنف الدوار: عندما يمر تدفق الغاز عن الصلب ثنائي الطور عبر الفجوة بين شفرات الدوار عالي السرعة، يتم رمي الجسيمات الكبيرة في اتجاه القوة الطاردة المركزية، وبالتالي التصنيف.
مصنف التشتت: يتم تشتيت المادة وتشتيتها في منطقة التشتت ثم تدخل منطقة التصنيف.
تعديل سطح التلك (التنشيط) وتطبيقاته في البلاستيك والطلاءات
التلك هو سيليكات مائية ذات صيغة كيميائية 3MgO·4SiO2·H2O. يمكن أن يكون شكله البلوري على شكل رقائق أو أوراق أو إبر أو كتل.
يتكون هيكل التلك النقي من طبقة من البروسيت (هيدروكسيد المغنيسيوم، MgO·H2O) محصورة بين طبقتين من السيليكا، مع تكديس الطبقات فوق بعضها البعض وترابط طبقات التلك المجاورة بقوى فان دير فال الضعيفة. عند تطبيق القص عليها، يمكن للطبقات أن تنزلق بسهولة ضد بعضها البعض.
التلك خامل لمعظم الكواشف الكيميائية، ولا يتحلل عند ملامسته للحامض، وهو موصل رديء للكهرباء، وله موصلية حرارية منخفضة ومقاومة عالية للصدمات الحرارية، ولا يتحلل عند تسخينه إلى 900 درجة مئوية.
هذه الخصائص الممتازة للتلك تجعله حشوًا جيدًا ويستخدم على نطاق واسع في مجالات البلاستيك والطلاء، لكن السطح المحب للماء للتلك يحد من تطبيقه في بعض المجالات الكارهة للماء. من أجل تحسين أدائه بشكل أكبر وتوسيع مجالات تطبيقه، فإن تعديل السطح ضروري.
1. طرق تعديل السطح والمعدلات المستخدمة بشكل شائع للتالك
(1) المعدلات السطحية المستخدمة بشكل شائع للتالك
من أجل جعل التلك أكثر ارتباطًا بالبوليمرات، هناك نوعان رئيسيان من المعدلات المستخدمة حاليًا للتعديل:
عوامل الربط: بشكل أساسي التيتانات والألومينات والسيلانات والأحماض الدهنية. التيتانات هي الأكثر استخدامًا. بنيتها الجزيئية هي R´-O-Ti-(O-X-R-Y)n، حيث يمكن أن تتفاعل R´O- مع البنية الكيميائية لسطح الحشو، R هي مجموعة متشابكة طويلة السلسلة ذات بنية دهنية أو عطرية، والتي يمكن أن تحسن التوافق بين البوليمر والحشو، و Y هي مجموعة تفاعلية نشطة يمكن أن تتشابك أو ترتبط في نظام حشو البوليمر.
المواد الخافضة للتوتر السطحي: بشكل رئيسي دوديسيل بنزين سلفونات الصوديوم، دوديسيل سلفونات الصوديوم، دوديسيل ثلاثي ميثيل أمونيوم بروميد، دوديسيل ثلاثي ميثيل أمونيوم كلوريد، أوليفين سلفونات الصوديوم، إلخ، والتي لها نفس تأثير عوامل الربط في تحسين التوافق بين البوليمرات والحشوات، ولكن آلية ارتباطها بسطح الحشو مختلفة عن آلية عوامل الربط.
(2) طرق تعديل سطح بودرة التلك
تعديل طلاء السطح: تغطية سطح الجسيمات بالمواد الخافضة للتوتر السطحي لإعطاء الجسيمات خصائص جديدة هي طريقة شائعة في الوقت الحاضر.
الطريقة الميكانيكية الكيميائية: طريقة تعديل تستخدم السحق والاحتكاك وغيرها من الطرق لتعزيز نشاط السطح. هذه الطريقة هي سحق وفرك الجسيمات الكبيرة نسبيًا لجعلها أصغر.
تعديل الفيلم الخارجي: طريقة طلاء طبقة من البوليمر بشكل موحد على سطح الجسيمات لتغيير خصائص سطح الجسيمات. بالنسبة لبودرة التلك، يمكن سحقها وتنشيطها أولاً، ثم امتصاصها باستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في ظل ظروف معينة، ثم امتصاصها باستخدام المونومرات من خلال المواد الخافضة للتوتر السطحي، وأخيراً تخضع المونومرات للبلمرة لتحقيق تأثير طلاء السطح.
التعديل النشط المحلي: استخدام التفاعلات الكيميائية لتكوين مجموعات وظيفية مختلفة على سطح الجسيمات لتحقيق غرض تعديل السطح.
تعديل السطح عالي الطاقة: استخدام التفريغ عالي الطاقة والأشعة فوق البنفسجية وأشعة البلازما وما إلى ذلك لتعديل سطح الجسيمات. تستخدم هذه الطريقة الطاقة الضخمة الناتجة عن التفريغ عالي الطاقة والأشعة فوق البنفسجية وأشعة البلازما وما إلى ذلك لتعديل سطح الجسيمات، مما يجعل أسطحها نشطة. تحسين توافق الجسيمات والبوليمرات.
تعديل تفاعل الترسيب: التعديل باستخدام تفاعل الترسيب. تستخدم هذه الطريقة تأثير الترسيب لطلاء سطح الجسيمات لتحقيق تأثير التعديل.
2. استخدام بودرة التلك في مجال البلاستيك
تستخدم بودرة التلك في حشو البلاستيك لتحسين صلابة المنتجات واستقرارها البعدي وسهولة تزييتها، ومنع الزحف الناتج عن درجات الحرارة العالية، وتقليل التآكل في آلات التشكيل، وتحسين صلابة البوليمر ومقاومة الزحف من خلال الحشو بينما تظل قوة التأثير دون تغيير بشكل أساسي. إذا تم التعامل معها بشكل صحيح، فيمكنها تحسين مقاومة الصدمات الحرارية للبوليمرات، وتحسين انكماش التشكيل للبلاستيك، ومعامل المرونة للانحناء وقوة الخضوع للشد للمنتجات.
التطبيق في مواد البولي بروبلين: هذا التطبيق هو الأكثر دراسة واستخدامًا على نطاق واسع. يستخدم الآن على نطاق واسع في أجزاء السيارات، مثل مصدات السيارات، وأجزاء المحرك الطرفية، وأجزاء تكييف الهواء، ولوحات القيادة، والمصابيح الأمامية، والشاسيه، والدواسات وأجزاء أخرى.
التطبيق في السيارات: تتمتع مواد البولي بروبلين بمجموعة واسعة من المصادر، وكثافة منخفضة، ويمكن تعديلها لتحسين خصائصها الفيزيائية والكيميائية. يمكنها تقليل التكاليف، وتقليل الوزن، وتقليل استهلاك الوقود دون تقليل الخصائص الميكانيكية. على سبيل المثال، فإن مروحة تبريد السيارات المحقونة بمواد البولي بروبلين المملوءة ببودرة التلك ليست خفيفة الوزن ومنخفضة الضوضاء فحسب، بل إنها تعمل أيضًا على تحسين كفاءة التبريد.
23 مجالات تطبيق الكاولين
(1) صناعة السيراميك
تعتبر صناعة السيراميك أول صناعة استخدمت الكاولين والصناعة التي تحتوي على أكبر كمية من الكاولين. المبلغ العام هو 20٪ إلى 30٪ من الصيغة. دور الكاولين في السيراميك هو إدخال Al2O3، والذي يمكن أن يحسن استقراره الكيميائي وقوة التلبد.
(2) المطاط
يمكن أن يؤدي ملء الكاولين في الخليط الغروي للمطاط إلى تعزيز الاستقرار الكيميائي، ومقاومة التآكل والقوة الميكانيكية للمطاط، وإطالة وقت التصلب، وتحسين الخصائص الريولوجية، وخصائص الخلط وخصائص الفلكنة للمطاط، وزيادة لزوجة المنتج غير المعالج بالكبريت. ، ومنعها من الغرق والانهيار والترهل والتشوه والأنابيب المسطحة وما إلى ذلك.
(3) أصباغ الطلاء
تم استخدام الكاولين كمادة حشو للدهانات والورنيشات لفترة طويلة بسبب لونه الأبيض، وسعره المنخفض، وسيولته الجيدة، وخصائصه الكيميائية المستقرة، وقدرة التبادل الكاتيوني السطحية الكبيرة.
(4) المواد المقاومة للحرارة
يتمتع الكاولين بخصائص حرارية جيدة وغالبًا ما يستخدم لإنتاج منتجات حرارية.
(5) المحفزات
يمكن استخدام الكاولين مباشرة أو بعد تعديل الأحماض أو القلويات كمصفوفة محفزة، أو يمكن تصنيعه في المناخل الجزيئية أو المحفزات التي تحتوي على المناخل الجزيئية من النوع Y من خلال تقنية البلورة في الموقع.
(6) مواد الكابلات
يتطلب إنتاج الكابلات عالية العزل إضافة كميات زائدة من محسنات الأداء الكهربائي.
(7) مجال التشحيم
يحتوي الكاولين على هيكل متعدد الطبقات وحجم جسيمات صغير، مما يجعله يتمتع بمرونة جيدة.
(8) معالجة مياه الصرف الصحي المعدنية الثقيلة
يتمتع الكاولين باحتياطيات وفيرة ومصادر واسعة وأسعار منخفضة. يمنحها هيكلها الطبيعي ثنائي الأبعاد مساحة سطح محددة كبيرة وأداء امتصاص جيد.
(9) استخدام الموارد الثانوية
ويستخدم الكاولين المعدل أيضًا في مجال استخدام الموارد الثانوية لاستعادة أيونات المعادن.
(10) معالجة المنتجات النفطية المتدهورة
في الوقت الحالي، الطريقة الأكثر استخدامًا لمعالجة المنتجات النفطية المتدهورة هي تجديد الامتزاز، والذي يتكون بشكل أساسي من مواد ماصة السيليكا والألومينا المصنوعة من البنتونيت المعالج والكاولين وما إلى ذلك.
(11) مواد تغيير مرحلة البناء للتخزين الحراري
باستخدام ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) كعامل إقحام، تم إقحام الكاولين المعتمد على الفحم وتعديله بواسطة طريقة الإقحام الذائب، وتم استخدام الكاولين المقحم كمصفوفة.
(12) مواد تخزين الطاقة الشمسية
باستخدام الكاولين وستيرات الصوديوم كمواد خام، يتم تحضير نوع جديد من مواد تخزين الحرارة المتغيرة للطور الكاولين / ستيرات الصوديوم.
(13) المناخل الجزيئية
الكاولين وفير في الاحتياطيات، ورخيص الثمن، ويحتوي على نسبة عالية من الألومنيوم والسيليكون، مما يجعله مادة خام جيدة لإعداد المناخل الجزيئية.
(14) مواد الإقحام العضوية الكاولينيت
تتضمن طريقة الإقحام عمومًا إدخال جزيئات عضوية أو بوليمرات ذات طبقات في مواد غير عضوية ذات طبقات لتحضير مواد مركبة للإقحام.
(15) المواد النانوية
نظرًا لحجمها الخاص، تتمتع المواد النانوية بالعديد من الخصائص الفريدة، مثل حماية الأشعة فوق البنفسجية والموجات الكهرومغناطيسية، وتستخدم في الصناعات العسكرية والاتصالات والكمبيوتر وغيرها من الصناعات؛ إن إضافة الطين النانوي في عملية إنتاج موزعات المياه والثلاجات له تأثيرات مضادة للبكتيريا ومطهرة؛ إن إضافة الطين النانوي في إنتاج السيراميك يمكن أن يزيد من قوة السيراميك بمقدار 50 مرة، ويمكن استخدامه لتصنيع أجزاء المحرك.
(16) تحضير الألياف الزجاجية
يعتبر الكاولين مادة خام مهمة لتحضير الألياف الزجاجية، حيث يوفر Al2O3 وSiO2 للألياف الزجاجية.
(17) مواد السيليكا ميسوبوريوس
المواد المسامية هي مواد ذات حجم مسام يتراوح من 2 إلى 50 نانومتر. تتميز بمسامية كبيرة وقدرة امتصاص ومساحة سطحية محددة.
(18) مواد مرقئه
النزيف غير المنضبط بعد الصدمة هو السبب الرئيسي لارتفاع معدل الوفيات. استنادًا إلى قدرة عامل مرقئ الدم الطبيعي دايزهيشي على التحكم في النزيف، تم بنجاح تصنيع نوع جديد من المواد المركبة من أكسيد الحديد/الكاولين النانوي.
(19) حاملة المخدرات
الكاولين عبارة عن بلورة ذات طبقات 1:1 ذات ترتيب محكم وموحد ومساحة سطحية كبيرة محددة. وغالبا ما يستخدم كمواد إطلاق مستدام.
(20) مادة مضادة للجراثيم
(21) هندسة الأنسجة
باستخدام الكاولين كمادة رابطة، تم بنجاح إعداد سقالة MBG ثلاثية الأبعاد ذات قوة ميكانيكية ممتازة وقدرة تمعدن واستجابة جيدة للخلايا باستخدام طريقة قالب رغوة البولي يوريثان المعدلة (PU).
(22) مستحضرات التجميل
يمكن استخدام الكاولين كمادة مضافة في مستحضرات التجميل لتعزيز امتصاص الزيت والماء وتعزيز تقارب مستحضرات التجميل للبشرة وتحسين وظيفة الترطيب.
(23) تطبيق الكاولين في صناعة الورق
وفي صناعة الورق، يعتبر السوق الدولي للكاولين مزدهرًا نسبيًا، ويتجاوز حجم مبيعاته حجم مبيعات السيراميك والمطاط والطلاء والبلاستيك والمواد المقاومة للحرارة وغيرها من الصناعات.