5 tipos principales de métodos de modificación de superficies para sílice
En la actualidad, la producción industrial de sílice se basa principalmente en el método de precipitación. La superficie de la sílice producida contiene una gran cantidad de grupos polares, como grupos hidroxilo, lo que facilita la absorción de moléculas de agua, tiene poca dispersión y es propensa a la agregación secundaria. problemas, afectando así el efecto de aplicación industrial de la sílice. Por lo tanto, la mayoría de la sílice necesita un tratamiento de modificación de la superficie antes de su aplicación industrial para mejorar su rendimiento en la aplicación industrial.
En esta etapa, la modificación química de la superficie de la sílice incluye principalmente la modificación del injerto de superficie, la modificación del agente de acoplamiento, la modificación del líquido iónico, la modificación de la interfaz macromolecular y la modificación combinada, etc. Aunque cada proceso de modificación tiene sus propias ventajas. y características, pero actualmente en aplicaciones industriales se basa principalmente en la modificación del agente de acoplamiento.
1. Modificación del injerto de superficie de negro de humo blanco
El principio del método de modificación del injerto de superficie es injertar un polímero macromolecular con las mismas propiedades que el polímero de matriz (como el caucho) en la superficie de sílice mediante injerto químico. Por un lado, puede mejorar la interacción entre las partículas y la matriz. Y cambiar la polaridad de la superficie de la partícula, por otro lado, también puede mejorar la dispersión de la propia sílice. Es adecuado para injertar polímeros con pesos moleculares más pequeños. Las condiciones para injertar polímeros con pesos moleculares más elevados son duras.
2. Modificación del agente de acoplamiento de sílice.
El principio de modificación del agente de acoplamiento es utilizar algunos grupos funcionales en el agente de acoplamiento para reaccionar químicamente con los grupos hidroxilo en la superficie del negro de sílice, cambiando así la estructura y distribución del grupo en la superficie del negro de sílice para mejorar la compatibilidad con la matriz. y su propia dispersión. La modificación del agente de acoplamiento tiene las ventajas de un buen efecto de modificación y una alta controlabilidad de la reacción, y actualmente es uno de los métodos de modificación más utilizados.
3. Modificación del líquido iónico negro de sílice
Los líquidos iónicos, también llamados líquidos iónicos a temperatura ambiente, son sales fundidas compuestas de cationes orgánicos y aniones orgánicos o inorgánicos, que son líquidos por debajo de los 100°C. La modificación de líquidos iónicos utiliza modificadores de líquidos iónicos en lugar de los modificadores de fase orgánica tradicionales para modificar la sílice. En comparación con los modificadores de fase orgánica tradicionales, las fases líquidas iónicas son líquidas a temperatura ambiente, tienen una fuerte conductividad y una alta estabilidad. Tiene las ventajas de buena solubilidad, no volatilidad y baja contaminación, lo que está más en línea con los requisitos de la producción verde, pero el efecto de modificación es pobre.
4. Modificación de la interfaz de macromoléculas de negro de humo blanco.
El modificador utilizado en la modificación de la interfaz macromolecular es un polímero macromolecular que contiene grupos polares. Durante la reacción de modificación con partículas de sílice, se puede introducir la columna vertebral molecular del modificador de interfaz macromolecular. Tiene grupos epoxi más polares mientras se mantiene la estructura básica de la cadena principal, mejorando así la compatibilidad entre las partículas de sílice y la matriz y logrando una mejor modificación de la interfaz. efecto. Este método puede reforzar sinérgicamente la matriz con el agente de acoplamiento, pero el efecto de refuerzo es bajo cuando se usa solo.
5. Negro de humo blanco combinado con modificación.
La modificación combinada consiste en modificar la combinación de sílice y otros materiales, combinando sus respectivas ventajas para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho. Este método puede combinar las ventajas de dos modificadores para mejorar el rendimiento integral de la matriz, pero el efecto de modificación está estrechamente relacionado con la proporción del modificador.
Por ejemplo, el negro de carbón y la sílice son buenos agentes reforzantes en la industria del caucho. El negro de humo es uno de los agentes reforzantes más utilizados en la industria del caucho. La estructura especial del negro de carbón puede mejorar la resistencia a la tracción y al desgarro de los materiales de caucho y mejorar su resistencia al desgaste, resistencia al frío y otras propiedades; Como agente de refuerzo, el negro de humo blanco puede mejorar significativamente la resistencia a la rodadura y la resistencia al deslizamiento en húmedo de los productos de caucho, pero su efecto por sí solo no es tan bueno como el del negro de humo. Una gran cantidad de estudios han demostrado que el uso de negro de humo y sílice como agentes de refuerzo puede combinar las ventajas de ambos para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho.
Características y usos económicos del mineral dolomita.
El cristal de dolomita es un mineral de carbonato del sistema cristalino trigonal. Su composición química es CaMg(CO3)2, a menudo con hierro, manganeso y otros isomorfos similares (en lugar de magnesio). Cuando el número de átomos de hierro o manganeso supera al de magnesio, se denomina ankerita o dolomita de manganeso. Sistema de cristal trigonal, el cristal es romboédrico, la cara del cristal a menudo está doblada en forma de silla de montar y los cristales gemelos laminados son comunes. Los agregados suelen ser granulares. Es blanco cuando es puro; gris cuando contiene hierro; marrón después de la intemperie. Brillo de vidrio. Es el principal mineral que forma la dolomita. La dolomita procedente de la sedimentación marina suele estar intercalada con capas de siderita y de piedra caliza. En los sedimentos lacustres la dolomita convive con yeso, anhidrita, halita, halita potásica, etc.
La palabra Dolomita se utiliza principalmente para conmemorar a DOLOMIEU (1750~1843), un químico francés. La dolomita es un sistema cristalino trigonal con una composición química de CaMg(CO3)2. Es principalmente un mineral compuesto de carbonato de calcio y carbonato de magnesio (la proporción de CaCO3 a MgCO3 es aproximadamente 1:1). Tiene escisión completa y cristalización romboédrica. . Los colores son principalmente blanco, gris, color carne, incoloro, verde, marrón, negro, rosa oscuro, etc., de transparente a translúcido, con brillo de vidrio, dureza 3,5-4, gravedad específica 2,85-2,9. Recuerdo que cuando iba a Hualien durante mi época universitaria, siempre no sabía cómo distinguir entre dolomita y mármol en la playa. Si tienes cerca una lata de ácido clorhídrico diluido en frío, puedes solucionar el problema. La dolomita masiva no es propensa a formar burbujas cuando se expone al ácido clorhídrico diluido en frío, mientras que el mármol emitirá inmediatamente muchas burbujas pequeñas.
La dolomita se puede utilizar como capa interna refractaria de hornos reformadores utilizados en la fabricación de acero, agentes formadores de escoria, materias primas de cemento, fundentes de vidrio, hornos, fertilizantes, piedras decorativas y de construcción, pinturas, pesticidas y medicamentos, etc. los campos de materiales de construcción, cerámica, vidrio y materiales refractarios, industria química, agricultura, protección del medio ambiente, ahorro de energía y otros campos.
Los ladrillos de dolomita son productos refractarios elaborados a partir de arena de dolomita calcinada. Suele contener más del 40% de óxido de calcio (CaO), más del 35% de óxido de magnesio (MgO), y también contiene una pequeña cantidad de óxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (Al2O3), óxido férrico (Fe2O3) y otras impurezas. La relación CaO/MgO de la dolomita natural fluctúa mucho. Si la relación CaO/MgO en el ladrillo es inferior a 1,39, se denomina ladrillo de dolomita de magnesia. Según el proceso de producción, los ladrillos de dolomita se pueden dividir en: ladrillos combinados de alquitrán (asfalto) sin quemar, ladrillos sumergidos en aceite de cocción ligera y ladrillos cocidos en baño de aceite. Los ladrillos de dolomita contienen CaO libre, que es propenso a hidratarse y agrietarse en el aire y no es adecuado para el almacenamiento a largo plazo.
El revestimiento del convertidor de China utiliza principalmente ladrillos de dolomita aglomerados con alquitrán y ladrillos de dolomita de magnesia aglomerados con alquitrán. Algunas fábricas utilizan ladrillos de dolomita de magnesia impregnados de aceite y cocidos a fuego ligero en las partes vulnerables. Los convertidores en países como Europa occidental y Japón utilizan principalmente alquitrán combinado con ladrillos de dolomita tratados térmicamente y cocidos impregnados de aceite y ladrillos de dolomita de magnesia. Además, los ladrillos de dolomita de magnesia cocidos e impregnados de aceite también se utilizan como revestimiento de algunos hornos de refinación externos.
Molienda y modificación de polvo de mica ultrafina.
Con el desarrollo de la industria, las empresas de aplicaciones posteriores tienen requisitos cada vez más altos en cuanto a la calidad del polvo de mica. Actualmente, el polvo de moscovita con un D90 de aproximadamente 45 μm se utiliza principalmente en la fabricación de papel, pintura de látex, caucho y otras industrias, mientras que los recubrimientos de alta gama, la mica nacarada y otros productos son El tamaño de partícula del polvo de mica ha planteado requisitos más altos, y La preparación de polvo de mica ultrafino a nivel micro-nano es urgente.
Durante el proceso de molienda, la moscovita aún se puede combinar firmemente a lo largo de la superficie fresca después de la división de las capas intermedias. Es uno de los minerales más difíciles de moler. Actualmente, el polvo ultrafino de moscovita de nivel micronano es difícil de preparar utilizando equipos de molienda convencionales. Muchos fabricantes nacionales de mica extraen moscovita de alta calidad y simplemente la muelen en trozos grandes para exportarla. Otros se convertirán en productos de moscovita con un tamaño de partícula D90 de aproximadamente 45 μm o incluso más grueso, lo que resultará en un desperdicio de recursos y reducirá la competitividad del producto.
Preparación de molienda ultrafina de mica
En la actualidad, el proceso de molienda ultrafina de la mica se divide en dos métodos de molienda: método seco y método húmedo. Entre ellos: el equipo principal para la molienda ultrafina en seco incluye un molino de impacto mecánico de alta velocidad, un molino de flujo de aire, un ciclón o una máquina de molienda autógena de flujo ciclónico, etc. y el correspondiente clasificador de flujo de aire seco; El equipo de producción para la molienda en húmedo del polvo de sericita incluye un molino de arena, una máquina trituradora, etc. Las máquinas descamadoras y los molinos coloidales son los principales, mientras que la clasificación fina en húmedo utiliza tecnología de clasificación por hidrociclón.
El molino de rodillos planetario de alta velocidad puede realizar eficazmente la molienda de mica en seco y en húmedo. El diámetro medio de las partículas después de la molienda puede alcanzar 10 µm o menos; el material de mica permanece en la molienda durante un tiempo muy corto, generalmente de 5 a 10 segundos. ; Ajustando la estructura del rodillo, se puede obtener polvo de mica con la relación diámetro-espesor requerida. En condiciones de molienda húmeda, el polvo de mica puede obtener una relación diámetro-espesor en el rango de 20-60.
El molino agitador adopta un medio de molienda especial, que tiene un buen efecto de aplicación en el pelado ultrafino de polvo de mica sin dañar la superficie de la mica, y puede hacer que la relación diámetro-espesor del polvo de mica sea >60.
Recubrimiento o modificación de la superficie del polvo de mica
El recubrimiento superficial o la modificación del polvo de mica pueden preparar mica nacarada y pigmentos de mica coloreados para mejorar sus propiedades correspondientes en materiales como caucho y recubrimientos. También hay muchos estudios relacionados.
La mica tiene un revestimiento superficial para preparar mica nacarada y pigmentos de mica coloreados. Actualmente, se utiliza principalmente el método de deposición en fase líquida. Los métodos comunes incluyen la adición de álcali, hidrólisis térmica, amortiguación, etc. Las fuentes de titanio de agentes de recubrimiento comúnmente utilizadas en la industria son el tetracloruro de titanio y el sulfato de titanilo.
Aplicación de polvo de mica.
El polvo de mica se puede utilizar en campos como materiales de aislamiento eléctrico, rellenos de recubrimientos funcionales, rellenos de caucho, rellenos de plástico, cosméticos y materiales de soldadura.
Uso de cerámicas de nitruro de silicio como materia prima para placas posteriores de teléfonos móviles
A medida que la tecnología de los teléfonos inteligentes continúa desarrollándose y la competencia se intensifica, los fabricantes de teléfonos móviles han lanzado varios diseños e innovaciones nuevos para atraer a más consumidores, y las placas posteriores de cerámica son uno de los trucos. Su aparición comenzó en 2012 cuando Sharp lanzó un teléfono inteligente con placa posterior de cerámica. Sin embargo, debido a problemas técnicos y de costos, los backplanes cerámicos solo se usaban en unas pocas marcas de alta gama en ese momento. Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología de procesamiento, el rango de aplicación de las placas posteriores cerámicas es cada vez más amplio.
En el campo de las láminas traseras cerámicas, las protagonistas son casi todas las cerámicas de circonio, pero recientemente los investigadores parecen haber empezado a pensar en el nitruro de silicio. En comparación con la circona, los investigadores consideran que el nitruro de silicio es un material superior y prometedor para la placa posterior de los teléfonos móviles, especialmente las cerámicas de nitruro de silicio endurecidas con bigotes. Las razones son las siguientes:
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(1) Las cerámicas de nitruro de silicio tienen mayor tenacidad al impacto, no se rompen fácilmente, no se dañan fácilmente durante el mecanizado y tienen un mayor rendimiento;
(2) La cerámica de nitruro de silicio tiene una alta conductividad térmica, que es más de 10 veces mayor que la de la cerámica de circonio, y es más fácil de disipar el calor. Por lo tanto, el calor generado cuando el teléfono móvil funciona a alta velocidad o la batería se carga y descarga es fácil de disipar, lo que resulta beneficioso para el funcionamiento normal del teléfono móvil. Evitar ralentizaciones y otros fenómenos;
(3) La pérdida dieléctrica de las cerámicas de nitruro de silicio es dos órdenes de magnitud menor que la del circonio, lo que la hace más transparente a las señales de los teléfonos móviles y facilita la comunicación fluida en entornos con señales débiles;
(4) La cerámica de nitruro de silicio tiene mayor dureza y menor densidad que la circona, lo que puede reducir eficazmente la calidad del fuselaje y su costo es cercano al de la circona;
(5) La cerámica de nitruro de silicio es una cerámica incolora, que es relativamente fácil de colorear y tiene un buen efecto colorante. También tiene una textura similar al jade y es adecuado para su uso, por ejemplo, en carcasas de teléfonos móviles de gama media y alta.
Por lo tanto, el uso de materiales cerámicos de nitruro de silicio como materiales de la placa posterior de teléfonos móviles de dispositivos de comunicación puede, hasta cierto punto, compensar las deficiencias de los materiales de placa posterior de teléfonos móviles de circonio actuales, y tiene ciertas perspectivas.
Aunque no hay muchos informes sobre los materiales de la placa posterior de teléfonos móviles de nitruro de silicio, se ha utilizado como cerámica estructural durante mucho tiempo y ha demostrado plenamente su estabilidad y confiabilidad de aplicación en entornos hostiles como los motores de automóviles. Si se utiliza nitruro de silicio como nuevo material de placa posterior de teléfonos móviles, no solo tendrá las mismas excelentes propiedades mecánicas que el circonio, sino que también tendrá las ventajas de una buena textura, peso ligero y señales más sensibles. Es un nuevo material para la placa posterior de teléfonos móviles con un gran potencial.
En la actualidad, la clave del avance radica en cómo optimizar el proceso para hacer que las cerámicas de Si3N4 no solo sean fáciles de disipar el calor y ricas en color, sino que también el proceso de preparación pueda ser simple y confiable, y el costo llegue a ser aceptable. Si se pueden superar las dificultades anteriores, quizás algún día en el futuro podamos ver Si3N4 en placas posteriores de teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles inteligentes.
7 aplicaciones principales del polvo de talco ultrafino
La naturaleza del polvo de talco ultrafino es que es un mineral de silicato de magnesio hidratado natural. Es inerte a la mayoría de los reactivos químicos y no se descompone en contacto con ácidos. Es un mal conductor de la electricidad, tiene baja conductividad térmica y alta resistencia al choque térmico. Se puede calentar cuando se calienta. No se descompone ni siquiera a altas temperaturas de 900°C. Estas excelentes propiedades del talco lo convierten en un buen relleno. Hoy, analizaremos los campos de aplicación del polvo de talco ultrafino.
Aplicación de talco en polvo en la industria de recubrimientos.
Porque el talco tiene excelentes propiedades físicas y químicas como lubricidad, antiadherencia, ayuda al flujo, resistencia al fuego, resistencia a los ácidos, aislamiento, alto punto de fusión, inactividad química, buen poder cubriente, suavidad, buen brillo y fuerte adsorción.
Como carga, la aplicación del talco en polvo en recubrimientos se refleja principalmente en:
1. Alta blancura, tamaño de partícula uniforme y fuerte dispersión;
2. Puede servir como esqueleto;
3. Reducir los costos de fabricación;
4. Mejorar la dureza de la película de la pintura;
5. Puede aumentar la estabilidad de la forma del producto;
6. Aumente la resistencia a la tracción, la resistencia al corte, la resistencia a la flexión y la resistencia a la presión, y reduzca la deformación, el alargamiento y el coeficiente de expansión térmica.
Aplicación de talco en polvo en la industria del plástico.
◆ Aplicación en resina de polipropileno.
El talco se usa comúnmente para rellenar polipropileno. El polvo de talco tiene las características de estructura laminar, por lo que el polvo de talco con un tamaño de partícula más fino se puede utilizar como relleno de refuerzo para polipropileno.
◆ Aplicación en resina de polietileno.
El talco es silicato de magnesio natural. Su estructura única a microescala tiene cierta resistencia al agua y alta inercia química, por lo que tiene buena resistencia química y propiedades de deslizamiento. El polietileno relleno con él se puede utilizar como plástico de ingeniería. Tiene buena resistencia química y fluidez y puede competir con ABS, nailon y policarbonato.
◆ Aplicación en resina ABS
La resina ABS es un polímero amorfo con excelente procesabilidad en moldeo como el poliestireno; tiene buena resistencia al impacto, resistencia a bajas temperaturas, alta resistencia a la tracción y buena resistencia a la fluencia.
Aplicación de talco en polvo en la industria de preparación.
◆ Se utiliza como dispersante de aceites volátiles.
El polvo de talco tiene cierta capacidad de adsorción, por lo que puede adsorber aceite volátil en la superficie de sus partículas y dispersarlo uniformemente, aumentando el área de contacto entre el aceite volátil y el medicamento líquido, aumentando así la solubilidad del aceite volátil.
◆ Cubierto con una capa de pintura en polvo
En el recubrimiento de azúcar, se puede usar talco en polvo para recubrir la capa de recubrimiento en polvo. Es adecuado el polvo de talco blanco que pasa por un tamiz de malla 100.
◆ Utilizado como lubricante
Dado que el talco tiene una estructura en capas que se descompone fácilmente en escamas, se puede utilizar como lubricante para mejorar la moldeabilidad por compresión y la fluidez de los polvos farmacéuticos.
◆ Utilizado como ayuda de filtración.
El polvo de talco no reacciona fácilmente con los medicamentos y tiene cierta capacidad de adsorción, por lo que puede usarse como coadyuvante de filtración.
Aplicación de talco en polvo como excipientes farmacéuticos.
◆ Se utiliza como desintegrante de fármacos hidrofóbicos.
El polvo de talco es una sustancia hidrófila. Cuando se agrega como excipiente a un fármaco, puede mejorar la hidrofilicidad de todo el fármaco, facilitando la penetración del agua en el fármaco y facilitando su desintegración.
◆ Utilizado como agente antiadherente.
El problema de pegajosidad es un problema común en el proceso de recubrimiento. Esto conducirá a una velocidad de recubrimiento lenta, un ciclo de producción más largo, adherencia de los gránulos, rendimiento reducido, daño a la película, afectación de la liberación del medicamento y otros problemas.
◆ Aumentar la humedad relativa crítica de los medicamentos.
Aplicación de talco en polvo en la industria papelera.
La adición de talco en polvo en la industria papelera ayuda a aumentar la retención de carga y mejorar la transparencia, suavidad y capacidad de impresión del papel, y hace que el papel sea más absorbente de tinta.
Aplicación del polvo de talco en la industria cosmética
El talco es un relleno de alta calidad en la industria cosmética. Debido a su alto contenido de silicio, puede bloquear los rayos infrarrojos y mejorar la protección solar y las propiedades anti-infrarrojos de los cosméticos.
Aplicación de talco en polvo en la industria cerámica.
En la industria cerámica el talco juega un papel importante. La razón de los diferentes colores de las cerámicas es que se les añade talco. Diferentes proporciones y diferentes ingredientes pueden hacer que la cerámica muestre diferentes colores y, al mismo tiempo, también pueden hacer que la cerámica muestre diferentes colores. Después de la calcinación cerámica, la densidad es uniforme, la superficie es lisa y el brillo es bueno.
Aplicación de talco en polvo en la industria textil.
El talco molido ultrafino se utiliza a menudo como relleno y agente blanqueador en ciertos textiles, como telas impermeables, telas ignífugas, bolsas de harina de trigo, cuerdas de nailon, etc., que pueden mejorar la densidad de la tela y aumentar el calor y el ácido y resistencia a los álcalis. actuación.
Aplicación de tecnología de polvo ultrafino para desarrollar recursos comestibles.
Con el desarrollo de la tecnología moderna, el proceso ha planteado requisitos cada vez más altos para el tamaño de partícula del polvo. Muchos materiales deben triturarse al nivel submicrónico o nanométrico, lo que no se puede lograr con la tecnología y los equipos de trituración tradicionales. La tecnología de polvo ultrafino se desarrolla en base a esto e implica la preparación y aplicación de polvos ultrafinos y nuevas tecnologías relacionadas. Su contenido de investigación incluye tecnología de preparación de polvo ultrafino, tecnología de clasificación, tecnología de separación y tecnología de secado. , tecnología de transporte de mezcla y homogeneización, tecnología de modificación de superficies, tecnología de compuestos de partículas, tecnología de detección y aplicación, etc.
Con la reducción de la tierra, los alimentos se convertirán en un bien escaso en el próximo siglo, y el desarrollo de nuevas fuentes de alimentos es un problema grave al que se enfrenta la humanidad. La tecnología de polvo ultrafino puede romper las paredes celulares, mejorar el sabor y mejorar la digestión y la absorción, mejorando así la biodisponibilidad de los recursos comestibles y promoviendo la absorción por parte del cuerpo de partes no comestibles de animales y plantas. Por tanto, es muy utilizado en la industria alimentaria. Ha sido muy utilizado.
1 procesamiento de granos
Durante el proceso de molienda ultrafina de la harina, los enlaces glicosídicos pueden romperse e hidrolizarse fácilmente mediante la α-amilasa, lo que es beneficioso para la fermentación. A medida que las partículas de harina se vuelven más pequeñas, su superficie aumenta, lo que mejora la adsorción, la actividad química, la solubilidad y la dispersabilidad del material, provocando así cambios en las propiedades físicas y químicas macroscópicas de la harina. Wu Xuehui et al. propusieron que se puede utilizar harina con diferentes tamaños de partículas para obtener harina con diferentes contenidos de proteínas para satisfacer las necesidades de diferentes productos. El sabor y la tasa de absorción y utilización de la harina procesada con polvo ultrafino mejoran significativamente. Se agregan polvo de salvado de trigo, polvo de micras de soja, etc. a la harina para transformar una harina inferior en harina rica en fibra o proteína.
2 Procesamiento profundo de productos agrícolas y secundarios.
En los últimos años, los alimentos verdes de origen vegetal se han convertido en un foco de preocupación en todo el mundo, y los alimentos vegetales comestibles son recursos importantes para la supervivencia humana. Esta situación se puede mejorar mediante el uso de tecnología de polvo ultrafino. Por ejemplo, el primer paso en el procesamiento profundo de tallos y frutos de plantas comestibles es controlar la finura del triturado para lograr diferentes grados de rotura de la pared celular y separación de componentes.
3 Alimentos funcionales y saludables
En términos generales, los medios de trituración ultrafina de alta tecnología se utilizan para triturar materias primas de alimentos saludables en productos ultrafinos con un tamaño de partícula de menos de 10 μm, lo que se denomina alimento saludable ultrafino. Tiene una gran superficie específica y porosidad, por lo que tiene una fuerte adsorción y alta actividad. Después del procesamiento ultrafino de los alimentos, los nutrientes de los alimentos que son indispensables para el cuerpo humano pero difíciles de ingerir pueden ser absorbidos completamente por el cuerpo humano, maximizando así la biodisponibilidad y la eficacia del cuidado de la salud de los alimentos.
4 Procesamiento de productos acuáticos
El polvo ultrafino procesado mediante trituración ultrafina de espirulina, algas marinas, perlas, tortugas, cartílago de tiburón, etc. tiene algunas ventajas únicas. El método tradicional de procesamiento del polvo de perlas es la molienda con bolas durante más de diez horas y el tamaño de las partículas alcanza varios cientos de mallas. Sin embargo, si las perlas se trituran instantáneamente a una temperatura baja de aproximadamente -67 °C y en condiciones estrictas de flujo de aire de purificación, se puede obtener un polvo de perlas ultrafino con un tamaño de partícula promedio de 1,0 µm y un D97 de menos de 1,73 µm. Además, todo el proceso de producción está libre de contaminación. En comparación con los métodos tradicionales de procesamiento de polvo de perlas, los ingredientes activos de las perlas se conservan por completo y su contenido de calcio llega al 42%. Puede utilizarse como dieta medicinal o aditivo alimentario para elaborar alimentos nutritivos que complementen el calcio.
La tecnología de polvo ultrafino se utiliza ampliamente en la industria alimentaria y desempeña un papel muy importante en el desarrollo de nuevos recursos comestibles y la mejora de la calidad del producto.
La diferencia entre polvo de cuarzo, polvo de sílice, polvo de microsílice y negro de humo blanco.
El polvo de cuarzo y el polvo de sílice se refieren al polvo de SiO2 cristalino. En pocas palabras, rompen las piedras en polvo. El polvo de cuarzo es relativamente grueso, mientras que el polvo de sílice es relativamente fino. El polvo de cuarzo es un polvo que se obtiene triturando el mineral de cuarzo en bruto a través de diferentes equipos de procesamiento. El polvo de microsílice es un polvo ultrafino obtenido mediante la molienda de mineral de cuarzo que ha alcanzado cierta pureza, o un polvo fino de sílice obtenido por medios químicos, sin embargo, sus propiedades físicas, composición química y áreas de aplicación son diferentes.
El humo de microsílice es un subproducto industrial, también llamado humo de sílice. A través de la recolección del humo de las plantas de fundición e incineración, se encuentra polvo fino con alto contenido de sílice.
Diferencias de propiedades entre el polvo de sílice y el polvo de cuarzo
1. Propiedades físicas del polvo de sílice y del polvo de cuarzo.
El polvo de microsílice y el polvo de cuarzo son materiales en polvo finos y sus tamaños de partículas son muy pequeños, normalmente menos de 1 micrón. Sin embargo, sus propiedades físicas difieren. El polvo de microsílice suele ser ligero, suelto y de baja densidad; el polvo de cuarzo es relativamente denso y de alta densidad.
2. Composición química del polvo de sílice y del polvo de cuarzo.
La microsílice y el polvo de cuarzo también son químicamente diferentes. El polvo de sílice es un tipo de sílice (SiO2). Su estructura cristalina es similar a la del cuarzo, pero debido a su pequeño tamaño, suele ser una estructura amorfa con muchos grupos activos en la superficie. El polvo se obtiene triturando y moliendo finamente grandes minerales de cuarzo cristalino, y su composición química es SiO2.
3. Campos de aplicación del polvo de sílice y del polvo de cuarzo.
El polvo de microsílice y el polvo de cuarzo se utilizan ampliamente en la industria, pero sus campos de aplicación son diferentes. El polvo de microsílice se utiliza generalmente en electrónica, óptica, cerámica, cosméticos, recubrimientos, plásticos y otros campos. Se utiliza principalmente para aumentar la estabilidad de los materiales, Reduzca los costos de materiales y mejore el rendimiento del procesamiento de materiales. El polvo de cuarzo se utiliza principalmente en vidrio, cerámica, cemento, materiales de construcción, pulverización de superficies metálicas y otros campos. Su alta dureza y estabilidad química lo convierten en un componente importante de muchos materiales funcionales.
El efecto de los minerales comunes en la modificación del relleno plástico.
La modificación del relleno de plásticos se refiere a un tipo de tecnología compuesta que agrega rellenos de bajo costo a la resina para reducir el costo de los productos poliméricos. Su objetivo principal suele ser reducir costes. Pero como se trata de una modificación del relleno, también es posible mejorar ciertas propiedades después del relleno.
En termoplásticos, el relleno puede mejorar la resistencia al calor, la rigidez, la dureza, la estabilidad dimensional, la resistencia a la fluencia, la resistencia al desgaste, el retardo de llama, la eliminación de humo y la degradabilidad de los productos compuestos, y reducir la tasa de contracción del moldeo para mejorar la precisión del producto; En los plásticos termoestables, además de las mejoras de rendimiento mencionadas anteriormente, algunas resinas son materiales de refuerzo esenciales en el procesamiento, como las resinas insaturadas, las resinas fenólicas y las resinas amínicas, todas las cuales deben rellenarse y reforzarse.
Propiedades de modificación comunes de los rellenos.
① Mejorar la rigidez de los materiales compuestos: reflejado específicamente en indicadores de rendimiento como resistencia a la flexión, módulo de flexión y dureza. Cuanto mayor sea el contenido de sílice en el relleno, más evidente será el efecto de modificación de la rigidez. El orden de modificación de la rigidez de varios rellenos es sílice (aumento de 120%) > mica (aumento de 100%) > wollastonita (aumento de 80%) > sulfato de bario (aumento de 60%) > talco (aumento de 50%) > Carbonato de calcio pesado (aumentado en un 30%) > carbonato de calcio ligero (aumentado en un 20%).
② Mejorar la estabilidad dimensional de los materiales compuestos: se refleja específicamente en la reducción de la contracción, la reducción de la deformación, la reducción del coeficiente de expansión lineal, la reducción de la fluencia y el aumento de la isotropía. El orden de los efectos de la estabilidad dimensional es rellenos esféricos > rellenos granulares > rellenos en escamas > relleno fibroso.
③Mejorar la resistencia al calor de los materiales compuestos: el índice de rendimiento específico es la temperatura de deformación por calor. Por ejemplo, la temperatura de deformación por calor aumenta con el aumento del contenido de talco en polvo.
④ Mejorar la estabilidad térmica de los materiales compuestos: los polvos inorgánicos pueden absorber y promover sustancias analitas en diversos grados, degradando así el grado de descomposición térmica. Además, las cargas inorgánicas también pueden mejorar la resistencia al desgaste y la dureza de los materiales compuestos.
Propiedades especiales modificadas de los rellenos.
La razón por la que se denominan propiedades modificadoras especiales de los rellenos es que algunos rellenos tienen y otros no estas funciones modificadoras. Un mismo relleno puede o no tener funciones modificadoras en diferentes condiciones.
① Mejorar las propiedades de tracción y de impacto de los materiales compuestos: el polvo inorgánico no siempre puede mejorar las propiedades de tracción y de impacto de los materiales compuestos. Solo se puede mejorar cuando se cumplen condiciones especiales y la mejora no es grande. Una vez que el relleno inorgánico alcanza una cierta finura, la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto del material compuesto se pueden mejorar si la superficie del relleno está bien recubierta y se agrega un compatibilizador al sistema compuesto.
② Mejorar la fluidez de los materiales compuestos: la mayoría de los polvos inorgánicos pueden mejorar la fluidez de los materiales compuestos, pero el polvo de talco reduce la fluidez de los materiales compuestos.
③ Mejorar las propiedades ópticas de los materiales compuestos: el polvo inorgánico puede mejorar la cobertura, el mateado y el astigmatismo de los materiales compuestos. Por ejemplo, el dióxido de titanio es un pigmento inorgánico típico con un fuerte poder cubriente.
④Mejorar el rendimiento de combustión respetuoso con el medio ambiente de los materiales compuestos: primero, los materiales en polvo inorgánicos pueden hacer que los materiales compuestos se quemen completamente, porque se producirán grietas durante la combustión y aumentarán el área de contacto con el oxígeno; en segundo lugar, los materiales en polvo inorgánicos pueden absorber algunos gases tóxicos cuando se queman materiales compuestos, lo que reduce las emisiones de gases tóxicos; En tercer lugar, el polvo inorgánico mejora la conductividad térmica de los materiales compuestos, acelerando la combustión y acortando el tiempo de combustión.
⑤ Promover el retardo de llama de los materiales compuestos: no todos los polvos inorgánicos son útiles para el retardo de llama. Sólo los polvos inorgánicos que contienen elementos de silicio pueden ayudar a mejorar la retardación de llama y pueden usarse como sinergistas retardantes de llama. La razón específica es que cuando se queman materiales que contienen silicio, se puede formar una capa de barrera en la superficie del material de combustión para reducir la probabilidad de que el oxígeno entre en contacto con la superficie del material.
⑥ Optimizar otras propiedades de los materiales compuestos: función del agente nucleante. Cuando el tamaño de partícula del polvo de talco es inferior a 1 μm, puede actuar como agente nucleante inorgánico en PP. Para bloquear los rayos infrarrojos, los polvos inorgánicos que contienen silicio, como el talco, el caolín y la mica, tienen buenas propiedades de bloqueo de los rayos infrarrojos y ultravioleta.
Descripción general del mercado de relleno de alúmina esférica
Debido a que el polvo de alúmina esférico tiene buena conductividad térmica y excelente rentabilidad, es un relleno térmicamente conductor que se utiliza en grandes cantidades y con una alta proporción de materiales de interfaz térmica en el mercado.
La morfología de la alúmina esférica muestra una estructura esférica regular y el tamaño de las partículas suele oscilar entre unas pocas micras y decenas de dimensiones. Se prepara principalmente mediante precipitación en fase líquida, plasma a alta temperatura, pirólisis por pulverización y otras rutas.
Cuando se utiliza alúmina esférica como relleno, cuanto mayor es la esfericidad de las partículas, menor es la energía superficial y mejor es la fluidez superficial. Puede mezclarse de manera más uniforme con la matriz polimérica y el sistema mixto tiene mejor fluidez. Después de la formación de la película, el material compuesto preparado tiene mejor uniformidad.
Los campos de alto consumo de energía, como los vehículos de nueva energía y el 5G, promueven la aplicación de alúmina esférica en el campo de la gestión térmica. La demanda de alúmina esférica aumenta y el mercado continúa expandiéndose. Además de ser un material conductor térmico, la alúmina esférica también se usa ampliamente en cerámicas avanzadas, catálisis, esmerilado y pulido, materiales compuestos, etc., y tiene amplias perspectivas de mercado.
Según las estadísticas de QYResearch, el tamaño del mercado mundial de rellenos de alúmina esférica será de aproximadamente 398 millones de dólares en 2023 y se espera que alcance los 68.500 millones de dólares en 2029, con una tasa compuesta anual del 9,5% en los próximos años.
A nivel mundial, los principales fabricantes de cargas esféricas de alúmina incluyen Denka Co., Ltd., Baitu High-tech, Yaduma, Showa Denko, Nippon Steel & Sumitomo Metal, Sibelco, Tianjin Zexi Minerals, Lianrui New Materials, Daehan Ceramics, One Shitong, Kaisheng Technology. , Dongkuk R&S, Yixin Mining Technology y Suzhou Jinyi New Materials, etc.
Actualmente, los principales fabricantes mundiales se encuentran principalmente en Japón, Corea del Sur y China. En términos de valor de producción, Japón y China representan más del 80% de la cuota de mercado. De 2018 a 2021, Japón es la principal zona productora, con una participación promedio del 50%. Para 2023, la participación del valor de la producción de China superará el 45%. En los próximos años, China ocupará la principal cuota de mercado.
En términos de tipos de productos, 30-80μm es actualmente el producto segmentado más importante y representa aproximadamente el 46% de la cuota de mercado.
En términos de tipo de producto, los materiales de interfaz térmica TIM son actualmente la principal fuente de demanda, representando aproximadamente el 49%. Cuando se utilizan como materiales de interfaz térmica, los rellenos de aluminio esféricos se pueden utilizar en almohadillas térmicas, grasa térmica, pegamento para macetas térmico, gel térmico, etc.
En la actualidad, las aplicaciones terminales que impulsan la demanda de alúmina esférica son principalmente células fotovoltaicas, baterías de vehículos de nueva energía, comunicaciones 5G/productos electrónicos de alta gama, empaques de chips, etc. Al mismo tiempo, la tendencia de desarrollo futuro de la alúmina esférica es principalmente alta pureza y baja radiactividad.
10 cambios importantes después de la trituración ultrafina de materiales en polvo
Los diversos cambios que ocurren en los materiales triturados durante el proceso de trituración son insignificantes en comparación con el proceso de trituración gruesa, pero para el proceso de trituración ultrafino, debido a razones tales como alta intensidad de trituración, largo tiempo de trituración y grandes cambios en las propiedades del material. , parece importante. Este cambio en la estructura cristalina y las propiedades físicas y químicas del material triturado causado por la trituración mecánica ultrafina se denomina efecto mecanoquímico del proceso de trituración.
1. Cambios en el tamaño de las partículas.
Después de la molienda ultrafina, el cambio más obvio en el material en polvo es el tamaño de partícula más fino. Según los diferentes tamaños de partículas, los polvos ultrafinos generalmente se dividen en: nivel micrométrico (tamaño de partícula 1 ~ 30 μm), nivel submicrónico (tamaño de partícula 1 ~ 0,1 μm) y nivel nano (tamaño de partícula 0,001 ~ 0,1 μm).
2. Cambios en la estructura cristalina.
Durante el proceso de trituración ultrafina, debido a la fuerza mecánica fuerte y duradera, el material en polvo sufre una distorsión reticular en diversos grados, el tamaño del grano se vuelve más pequeño, la estructura se desordena, se forman sustancias amorfas o amorfas en la superficie e incluso conversión policristalina. . Estos cambios pueden detectarse mediante difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja, resonancia magnética nuclear, resonancia paramagnética de electrones y calorimetría diferencial.
3. Cambios en la composición química.
Debido a la fuerte activación mecánica, los materiales sufren directamente reacciones químicas en determinadas circunstancias durante el proceso de trituración ultrafina. Los tipos de reacción incluyen descomposición, reacción gas-sólido, líquido-sólido, sólido-sólido, etc.
4. Cambios en la solubilidad
Como la disolución de cuarzo en polvo, calcita, casiterita, corindón, bauxita, cromita, magnetita, galena, magnetita de titanio, ceniza volcánica, caolín, etc. en ácidos inorgánicos después de una molienda fina o ultrafina. Tanto la velocidad como la solubilidad aumentan.
5. Cambios en las propiedades de sinterización.
Hay dos tipos principales de cambios en las propiedades térmicas de los materiales causados por la molienda fina o la molienda ultrafina:
En primer lugar, debido a la mayor dispersión de los materiales, las reacciones en fase sólida se vuelven más fáciles, la temperatura de sinterización de los productos disminuye y también mejoran las propiedades mecánicas de los productos.
La segunda es que los cambios en la estructura cristalina y la amorfización conducen a un cambio en la temperatura de transición de la fase cristalina.
6. Cambios en la capacidad de intercambio catiónico.
Algunos minerales de silicato, especialmente algunos minerales arcillosos como la bentonita y el caolín, tienen cambios significativos en la capacidad de intercambio catiónico después de una molienda fina o ultrafina.
7. Cambios en el rendimiento y la reactividad de la hidratación.
La molienda fina puede mejorar la reactividad de los materiales de hidróxido de calcio, lo cual es muy importante en la preparación de materiales de construcción. Porque estos materiales son inertes o no lo suficientemente activos para la hidratación. Por ejemplo, la actividad de hidratación de la ceniza volcánica y su reactividad con el hidróxido de calcio son casi nulas al principio, pero después de una molienda fina en un molino de bolas o en un molino vibratorio, se pueden mejorar hasta casi las de la tierra de diatomeas.
8. Cambios eléctricos
La molienda fina o ultrafina también afecta las propiedades eléctricas y dieléctricas de la superficie de los minerales. Por ejemplo, después de impactar, triturar y moler la biotita, su punto isoeléctrico y su potencial electrocinético de superficie (potencial Zeta) cambiarán.
9. Cambios de densidad
Después de moler zeolita natural (compuesta principalmente de clinoptilolita, mordenita y cuarzo) y zeolita sintética (principalmente mordenita) en un molino de bolas planetario, se descubrió que la densidad de estas dos zeolitas cambiaba de manera diferente.
10. Cambios en las propiedades de suspensiones de arcilla e hidrogeles.
La molienda húmeda mejora la plasticidad y la resistencia a la flexión en seco de la arcilla. Por el contrario, en la molienda en seco, la plasticidad y la resistencia a la flexión en seco del material aumentan en un corto período de tiempo, pero tienden a disminuir a medida que aumenta el tiempo de molienda.
En resumen, además de las propiedades de las materias primas, el tamaño de las partículas de alimentación y el tiempo de trituración o activación, los factores que afectan los cambios mecanoquímicos de los materiales también incluyen el tipo de equipo, el método de trituración, el entorno o atmósfera de trituración, los auxiliares de trituración, etc. Es necesario prestar atención a la influencia combinada de estos factores en el estudio de la mecanoquímica.