¡La fórmula para la modificación de la superficie en realidad no es simple!
1. ¿Por qué se debe realizar la modificación de la superficie del polvo?
La modificación de la superficie puede hacer que el polvo inorgánico cambie de relleno general a modificador funcional, y el propósito de la modificación es seleccionar la premisa necesaria del método de modificación:
Para mejorar la compatibilidad entre el polvo inorgánico y el polímero orgánico y la dispersabilidad en la materia orgánica, para mejorar la resistencia mecánica y el rendimiento integral del material, se puede seleccionar la modificación de la superficie orgánica;
Para obtener nuevos compuestos de intercalación de minerales, como compuestos de intercalación de arcilla o grafito, se puede seleccionar la modificación de la intercalación;
Para reemplazar la sílice y suplir las deficiencias de la sílice en algunas propiedades, la superficie se puede recubrir con sílice;
Para reemplazar el dióxido de titanio o reducir la cantidad de dióxido de titanio, la superficie se puede recubrir con dióxido de titanio;
Para mejorar algunas propiedades especiales de los productos de caucho, se pueden seleccionar partículas de metal en la superficie;
Para mejorar la eficiencia óptica y el efecto visual del producto, se pueden seleccionar en la superficie óxidos metálicos como óxido de titanio, óxido de cromo y óxido de hierro.
2. ¿Cómo elegir un modificador de superficie?
La selección del modificador de superficie es la clave para lograr el propósito esperado de la modificación de la superficie del polvo y tiene una gran pertinencia.
Desde el punto de vista de la interacción entre las moléculas modificadoras de superficie y la superficie del polvo inorgánico, el modificador de superficie que pueda reaccionar químicamente o adsorberse químicamente con la superficie de las partículas de polvo debe seleccionarse tanto como sea posible, porque la adsorción física es fuerte en el proceso de solicitud posterior. Fácil de desorber bajo agitación o exprimido, por ejemplo:
Los polvos inorgánicos (rellenos o pigmentos) utilizados para diversos plásticos, cauchos, adhesivos, recubrimientos a base de aceite o solventes requieren una buena lipofilicidad superficial, es decir, una buena afinidad o compatibilidad con los aglutinantes de polímeros orgánicos, lo que se requiere para seleccionar un modificador de superficie. que puede hacer que la superficie del polvo inorgánico sea hidrofóbica y lipofílica;
Los grupos funcionales superficiales y los sitios reactivos del caolín calcinado son principalmente enlaces Si-O y Al-O, por lo que se deben seleccionar modificadores de superficie que sean fáciles de formar en coordinación química con enlaces Si-O y Al-O;
Para minerales ácidos como polvo de cuarzo, arcilla, wollastonita y diáspora que contienen más ácido silícico, es mejor usar un agente de acoplamiento de silano.
Los agentes de acoplamiento de titanato y aluminato tienen adsorción química con minerales básicos como el carbonato de calcio bajo ciertas condiciones y hasta cierto punto.
3. ¿Cómo elegir el proceso de modificación de la superficie?
El proceso de modificación de la superficie debe cumplir con los requisitos de aplicación o las condiciones de aplicación del modificador de superficie, tener una buena dispersabilidad del modificador de superficie y puede lograr un recubrimiento uniforme y firme del modificador de superficie en la superficie del polvo; al mismo tiempo, requiere un proceso y parámetros simples. Buena capacidad de control, calidad estable del producto, bajo consumo de energía y baja contaminación.
Por lo tanto, a la hora de seleccionar un proceso de modificación de superficies, se deben considerar al menos los siguientes factores:
Características del modificador de superficie, como solubilidad en agua, hidrolizabilidad, punto de ebullición o temperatura de descomposición;
Ya sea que la pulverización frontal o la preparación del polvo sean húmedas o secas;
Condiciones de proceso modificadas, como la temperatura de reacción y el tiempo de reacción.
4. ¿Cómo elegir el equipo de modificación de superficies?
Hay muchos tipos de equipos de modificación de superficies en polvo, incluidos equipos de modificación en seco y equipos de modificación en húmedo. La selección se basa en el método y el proceso de modificación de la superficie. Los principios de selección son los siguientes:
Buena dispersabilidad para polvos y modificadores de superficie. Solo con una buena dispersabilidad pueden el polvo y el modificador de superficie tener una oportunidad y un efecto más equitativos, y se puede reducir la cantidad del modificador de superficie.
La temperatura de modificación y el tiempo de residencia se pueden ajustar dentro de un cierto rango.
Bajo consumo de energía y bajo desgaste por unidad de producto. Además de los modificadores, el principal costo de la modificación de la superficie es el consumo de energía. Los equipos de modificación con bajo consumo de energía pueden reducir los costos de producción y mejorar la competitividad del producto; la baja abrasión no solo puede evitar la contaminación de los materiales modificados, sino también mejorar el funcionamiento del equipo. eficiencia y menores costos operativos.
En resumen, el propósito, el método, el proceso, el equipo y otros aspectos de la modificación de la superficie se afectan entre sí. Es necesario considerar de manera integral, tener en cuenta tanto la izquierda como la derecha, y continuar explorando en el pensamiento y la dirección correctos, para encontrar la tecnología de modificación de superficie más adecuada para uno mismo.
Actualización comercial 5G, rellenos funcionales CCL marcan el comienzo de nuevas oportunidades
Como material principal para el procesamiento y fabricación de placas de circuito impreso (PCB), CCL se puede utilizar en la producción de equipos de transmisión de alta velocidad como servidores y memorias, así como componentes como antenas, amplificadores de potencia y radares. Es ampliamente utilizado en televisores, radios, computadoras, computadoras, comunicaciones móviles y otros productos electrónicos.
En las estaciones base 5G, las placas de circuito procesadas y fabricadas por CCL se utilizan principalmente para producir equipos de comunicación, como antenas de estación base de comunicación y amplificadores de potencia, que se instalan en la red de comunicación. Debido al aumento sustancial en la frecuencia de comunicación y la velocidad de transmisión provocada por la actualización de la tecnología de comunicación 5G, el CCL tradicional no puede cumplir con los requisitos de producción, y el CCL de alta frecuencia y alta velocidad se ha convertido en la principal tendencia de desarrollo actual de CCL.
Según los datos, los rellenos funcionales son los principales portadores de la resistencia mecánica en los compuestos de sustrato, por lo que generalmente se los considera una de las direcciones de investigación más importantes en la mejora de la tecnología de laminados revestidos de cobre. El mercado de rápida expansión y mejora también presenta requisitos más altos para el suministro de materiales upstream en industrias relacionadas. Se espera que las industrias nacionales de empaque de placas de circuito de alta frecuencia y alta velocidad y empaque de placas HDI para teléfonos móviles se beneficien de esta ola de mejora industrial y logren un rápido desarrollo.
Para satisfacer las necesidades de transmisión de datos de alta frecuencia y alta velocidad, los sustratos de circuito de alto rendimiento se han convertido en una opción necesaria para fabricar laminados revestidos de cobre de alta frecuencia y alta velocidad. En la actualidad, con una excelente constante dieléctrica y un bajo rendimiento de pérdida dieléctrica, el material de sílice se rellena con sustrato de politetrafluoroetileno (PTFE) como material de refuerzo, que se ha convertido en la ruta técnica más importante para laminados revestidos de cobre de alta frecuencia y alta velocidad. Después de agregar el relleno funcional de sílice, las propiedades dieléctricas y la calidad de transmisión de la señal de los laminados revestidos de cobre de alta frecuencia y alta velocidad se pueden mejorar para cumplir con los requisitos de calidad de la comunicación 5G. Al mismo tiempo, el relleno funcional de sílice también mejora de manera efectiva la resistencia al calor y la confiabilidad de la placa de circuito.
En el actual mercado mundial de rellenos funcionales de sílice de gama alta, los fabricantes japoneses y estadounidenses siguen ocupando una posición importante. Sin embargo, con la mejora adicional del mercado 5G de mi país, la industria de laminados revestidos de cobre se concentrará gradualmente en China, y mi país también ha logrado la producción a gran escala de micropolvo de silicio esférico, formando gradualmente una alternativa nacional.
La industria electrónica de alta gama se está desarrollando rápidamente y la demanda del mercado de polvo de sílice esférico es grande.
El polvo de sílice esférico está hecho de polvo de sílice angular seleccionado como materia prima y se procesa en material de polvo de sílice esférico mediante el método de llama. Tiene buena fluidez, bajo estrés, área de superficie específica pequeña y alta densidad aparente. Se puede obtener como relleno. La tasa de llenado y la uniformidad más altas se utilizan ampliamente en placas de circuito impreso de alta gama, compuestos de moldeo epoxi para circuitos integrados a gran escala, revestimientos de alta gama, cerámicas especiales, etc. El precio es de 3 a 5 veces mayor que el del polvo de silicio angular.
El micropolvo de silicio es una de las materias primas básicas de la industria electrónica, y la expansión del mercado de empaques avanzados ha impulsado el crecimiento de la demanda de polvo esférico. Según los datos de Yole, con la mejora de la industria electrónica, la escala del mercado de empaques avanzados se ha expandido gradualmente. Se espera que ocupe casi el 50 % de la cuota de mercado de los envases en 2024, lo que impulsará aún más el crecimiento de la demanda de micropolvo de silicio esférico.
Con el vigoroso desarrollo de las industrias electrónicas de alta gama, como la inteligencia 5G, se espera que las industrias de empaques de chips y laminados revestidos de cobre de alto rendimiento impulsen el mercado incremental de rellenos de micropolvo de silicio. Según informes de Absolute, las ventas globales de sílice esférica para rellenos alcanzarán las 159.000 toneladas en 2023, y su tamaño de mercado alcanzará los 660 millones de dólares estadounidenses en 2024, con CARG5 alcanzando el 9,2 %. Se estima que la producción de sílice esférica en el mismo año fue de 184.900 toneladas, y la producción y las ventas en general continuaron creciendo. Según los datos de la industria global de empaques de chips y laminados revestidos de cobre calculados por el Instituto de Investigación de Valores Guotai Junan, se espera que la demanda global total de micropolvo de silicio esférico aumente de 225,800 toneladas en 2020 a 396,200 toneladas en 2025, con un crecimiento compuesto promedio tasa de 11,90 toneladas de 2020 a 2025. %.
Existe una amplia perspectiva para la inteligencia del automóvil. La demanda de placas de circuito impreso (PCB) para un solo vehículo de nueva energía es más de 5 veces mayor que la de los vehículos ordinarios. Según la investigación de la cadena industrial y otros datos, se estima que la demanda de polvo de silicio esférico para vehículos de nueva energía alcanzará las 28 231,6 toneladas, de las cuales el laminado revestido de cobre para vehículos de nueva energía y el micropolvo de silicio esférico para empaque de chips aumentó a 15 880,3 /12.351,3 toneladas respectivamente.
La tendencia general del Metaverso está impulsando el desarrollo y la actualización de la potencia informática. Por un lado, el crecimiento de los servidores ha ampliado la demanda de PCB; por otro lado, los servidores de alta velocidad, gran capacidad y alto rendimiento continuarán desarrollándose, creando una gran demanda de productos de PCB de alto nivel, alta densidad y alta velocidad. Según la investigación de la cadena de la industria y otros datos, se estima que la demanda de polvo de silicio esférico para servidores alcanzará las 18 542,1 toneladas en 2025, de las cuales el volumen de llenado de polvo de silicio esférico para laminados revestidos de cobre y empaques de chips aumentará a 10 429,9/8 112,2 toneladas en 2025, respectivamente.
La demanda de PCB de alto rendimiento impulsa la expansión del mercado de microsílice esférica. Las características de onda corta y alta frecuencia de la tecnología de comunicación 5G tienen mayores requisitos en cuanto a la velocidad de transmisión, la pérdida de transmisión, la disipación de calor y otro rendimiento de la PCB, y la inversión en enrutadores, conmutadores, IDC y otros equipos necesarios para transportar un mayor ancho de banda. el tráfico ha aumentado en consecuencia. Los laminados revestidos de cobre de alta frecuencia y alta velocidad deben usar micropolvo de silicio fundido de baja pérdida y dieléctrico bajo y micropolvo de silicio esférico como rellenos funcionales clave, y requieren un bajo contenido de impurezas de polvo y una alta tasa de llenado. Por lo tanto, la demanda de micropolvo de silicio esférico de alto rendimiento se está expandiendo gradualmente. Según la investigación de la cadena industrial y otros datos, se espera que el volumen total de llenado de micropolvo de silicio esférico para estaciones base 5G aumente a 1295,8 toneladas en 2022.
Principales campos de aplicación y características de los bigotes de sal inorgánica
Debido a su alta relación de aspecto, alta resistencia y propiedades de tracción, los bigotes de sal inorgánica a menudo se pueden usar como un material de refuerzo importante para agregar a los materiales ignífugos, materiales de construcción, materiales compuestos y materiales de fricción. El mecanismo de acción de los bigotes en los materiales compuestos se refleja principalmente en cuatro aspectos: transferencia de carga, puenteo de grietas, deflexión de grietas y efecto de extracción. Debido a la alta resistencia y el alto módulo de los filamentos de sal inorgánica, cuando se agregan al material compuesto, pueden desempeñar un cierto papel en el fortalecimiento y endurecimiento del material compuesto.
1. Materiales ignífugos
La investigación sobre el comportamiento frente al fuego de nuevos materiales de construcción es una parte importante de la protección pública y una condición necesaria para su aplicación a gran escala en proyectos de construcción. Debido a su excelente resistencia a altas temperaturas, los bigotes de sal inorgánica a menudo se agregan a otros materiales como materiales ignífugos para mejorar las propiedades ignífugas de los materiales compuestos.
2. Materiales de construcción
En la actualidad, en la industria de consumo de materiales, la industria de la construcción es una de las industrias de mayor consumo de materiales y representa aproximadamente el 24% del consumo mundial de materiales. En materiales de construcción, los bigotes inorgánicos se utilizan ampliamente en materiales de construcción debido a su cierta relación de aspecto y sus excelentes propiedades físicas y químicas. Los bigotes inorgánicos tienen resistencia al agrietamiento y efectos de relleno a microescala, por lo que dopar los bigotes en el material compuesto puede mejorar efectivamente el rendimiento integral del material compuesto.
3. Materiales compuestos
Los bigotes inorgánicos, como rellenos, pueden mejorar las propiedades físicas y mecánicas de los compuestos hasta cierto punto. Al mismo tiempo, el estudio señaló que la modificación adecuada de los bigotes puede mejorar las propiedades integrales de los compuestos.
4. Material de fricción
En los últimos años, los bigotes como rellenos funcionales tienen un cierto efecto de mejora en la mejora del rendimiento de la fricción de frenado del automóvil. RAJ et al. exploró el efecto de los bigotes de sulfato de calcio como rellenos funcionales en el rendimiento de fricción de los frenos de automóviles. Al cambiar el contenido de bigotes de sulfato de calcio, según la norma JASOC406, se realizó un estudio tribológico en un dinamómetro de freno inercial. Los resultados mostraron que se mejoraron las propiedades mecánicas del material con la adición de 10 % de filamentos de sulfato de calcio y, al mismo tiempo, se mejoró la fricción. rendimiento, los materiales de fricción que contienen filamentos de sulfato de calcio se desgastan menos.
Equipo de modificación de uso común y características del polvo de medicina tradicional china
La investigación sobre equipos de modificación de polvo de medicina tradicional china comenzó tarde, y el desarrollo está relativamente rezagado, principalmente de la industria química, plásticos, trituración, dispersión y otras industrias como referencia. En la actualidad, el equipo utilizado para la modificación de polvo de la medicina tradicional china incluye principalmente secador por aspersión, lecho fluidizado, molino de bolas, molino vibratorio, mezclador de agitación de alta velocidad, máquina de recubrimiento por impacto de flujo de aire, máquina de modificación de superficie continua, máquina trituradora y granuladora Comil, etc.
Entre ellos, el secador por aspersión, el lecho fluidizado, el molino de bolas y el molino vibratorio son ampliamente utilizados en el campo de la modificación del polvo de la medicina tradicional china. La mezcladora mezcladora de alta velocidad, la máquina de recubrimiento por impacto de aire, la máquina de modificación continua de superficies, la máquina pulverizadora y granuladora Comil, etc. tienen sus propias ventajas específicas en la modificación de polvo.
1. Mezclador mezclador de alta velocidad
Cuando la mezcladora mezcladora de alta velocidad está funcionando, el material se mueve tangencialmente a lo largo del impulsor con la ayuda de la fricción entre la superficie de la cuchilla giratoria de alta velocidad y el material y el empuje del lado hacia el material. Debido a la acción de la fuerza centrífuga y la gravedad, el material es arrojado a la pared interior de la cámara de mezcla. Y sube a lo largo de la pared hasta cierta altura y luego vuelve a caer al centro del impulsor. Este movimiento alternativo hace que el material se mueva continuamente hacia arriba y hacia abajo en forma de espiral en la cámara de mezcla. La temperatura de la superficie del material aumenta correspondientemente, lo que promueve suficiente mezcla cruzada y adsorción entre las partículas de polvo de fármaco y el modificador, de modo que el modificador de superficie recubre la superficie de las partículas de fármaco para lograr el propósito de la modificación de la superficie del polvo.
2. Máquina de revestimiento de impacto de aire
Hay muchas series de máquinas de revestimiento por impacto de aire, y ahora se toma como ejemplo el sistema HYB. El sistema HYB fue desarrollado por la Universidad de Ciencias de Tokio y Nara Machinery en 1986. El motor principal consta de un rotor giratorio de alta velocidad, un estator y un bucle de circulación.
3. Modificador de superficie continua
Cuando se trabaja, el material y el modificador pasan a través de las tres cámaras de mezcla desde el puerto de alimentación. La rotación de alta velocidad del rotor en la cámara de mezcla es forzada para aflojar el material y formar un flujo bifásico de vórtice. Al mismo tiempo, el material pasa por el impacto y la cizalladura del rotor y el estator en la cámara de mezcla. La energía necesaria para la modificación de la superficie se genera por el efecto de fricción, de modo que el modificador de la superficie puede interactuar rápidamente con la superficie del fármaco en polvo. Partículas para realizar el efecto de modificación del recubrimiento en polvo.
4. Máquina trituradora y granuladora Comil
En los últimos años, se han logrado algunos avances en la aplicación del pulverizador y granulador Comil a la modificación de la superficie del polvo químico para mejorar la fluidez del polvo químico. Yu Yanhong et al. Aplicó el pulverizador Comil para mejorar la modificación de la superficie del polvo de extracto de medicina tradicional china La fluidez del polvo de extracto de medicina tradicional china también ha logrado ciertos resultados.
3 principales tecnologías de modificación de plástico degradable
En la actualidad, el precio de la resina plástica degradable es relativamente alto, y la mayoría de los productos plásticos degradables son necesidades diarias ordinarias, lo que dificultará seriamente la promoción y aplicación a gran escala de productos plásticos degradables. El desarrollo de productos plásticos degradables baratos es uno de los contenidos centrales de la aplicación de plásticos degradables. Por lo tanto, el almidón, el carbonato de calcio, el talco, etc., que no afectan el rendimiento de degradación de los productos y pueden ser absorbidos por el medio ambiente, se utilizan en el sistema de modificación de plásticos degradables. En particular, la alta proporción de tecnología de llenado se ha convertido en una de las tecnologías importantes en el desarrollo de productos plásticos degradables.
Las técnicas de modificación comunes en el proceso de aplicación de plásticos degradables incluyen la modificación de relleno, la modificación de aleación y la modificación de copolimerización.
1. Modificación de llenado
La modificación del relleno consiste en agregar aditivos en polvo que no se derriten a la resina plástica degradable, que incluyen principalmente almidón y polvo inorgánico. Su objetivo principal es preparar materiales especiales baratos y, a veces, también puede mejorar las propiedades mecánicas, como la resistencia de los materiales especiales.
Un coadyuvante de relleno usado comúnmente es el almidón. Es un polímero degradable natural común con una amplia gama de fuentes y bajo precio. Los productos de degradación son dióxido de carbono y agua, que no contaminan el medio ambiente, y es un recurso de biomasa renovable. Lo más importante a lo que hay que prestar atención en esta tecnología de llenado es el tratamiento del almidón, porque la compatibilidad del almidón y los plásticos degradados es pobre, y es necesario plastificar el almidón para que el almidón se pueda combinar mejor con la matriz plástica.
Otro auxiliar de relleno son los polvos inorgánicos como el carbonato de calcio y el talco. Todos son polvos minerales naturales, que pueden ser absorbidos por la naturaleza después de regresar a la naturaleza, por lo que no afectarán el rendimiento de degradación de todo el sistema plástico degradable, pero pueden reducir efectivamente el costo de los materiales modificados y mejorar la resistencia de los materiales a un cierto punto. Por lo tanto, es muy común utilizar carbonato de calcio y otros rellenos en productos que no requieren altas propiedades mecánicas. La tecnología de llenado debe prestar atención al tratamiento de acoplamiento de la superficie del polvo, lo que afectará directamente el rendimiento del producto y la cantidad de polvo inorgánico que se puede agregar.
2. Modificación de aleación
La modificación de aleación es una de las tecnologías más importantes en la aplicación de la modificación de plásticos degradables. El material de aleación se refiere a un material especial compuesto por dos o más variedades diferentes de plásticos degradables por fusión y combinación, que generalmente contiene un componente continuo y otros componentes dispersos. Algunas propiedades del material muestran propiedades de fase continua y algunas propiedades muestran propiedades de fase dispersa. Por lo tanto, se pueden obtener nuevos materiales especiales que concentran las ventajas de varios plásticos degradables, que pueden satisfacer las necesidades de más productos.
3. Modificación de copolimerización
La modificación por copolimerización se refiere a la introducción de otras unidades estructurales en la cadena molecular del polímero para cambiar la estructura química del polímero y realizar la modificación del material. Por ejemplo, el PLA es un polímero hidrófobo, lo que limita su aplicación en algunos campos (como los portadores de fármacos). Un método efectivo es usar lactida para copolimerizar con polímeros hidrófilos (como polietilenglicol, ácido poliglicólico, óxido de polietileno) para introducir grupos o bloques hidrófilos en la molécula de PLA. Por ejemplo, el material de liberación sostenida PLA-PEG-PLA se prepara mediante polimerización de apertura de anillo de polietilenglicol y láctido, lo que mejora la hidrofilicidad y la tasa de degradación del material PLA, y el PLA-PEG-PLA preparado puede convertirse en una polimerización sostenida. -material de liberación. Material de microesferas cargadas de fármaco.
El PHBV tiene muchas propiedades excelentes, como la biocompatibilidad y la actividad óptica, y se usa ampliamente, pero sus productos son duros, quebradizos y difíciles de procesar. El método de modificación de injerto se puede utilizar para introducir el grupo funcional polar polivinilpirrolidona (PVP) en la cadena principal de PHBV para sintetizar el copolímero de injerto PHBV-g-PVP de PHBV y PVP. La tasa de cristalización y la cristalinidad del copolímero disminuyeron, la hidrofilia de la membrana aumentó y la tasa de liberación sostenida del fármaco aumentó.
El modificador de superficie ha sido seleccionado, ¿cómo se debe usar?
El uso de modificadores de superficie incluye principalmente: dosificación, preparación, dispersión, método de adición y la secuencia de dosificación cuando se utilizan dos o más modificadores de superficie.
1. Cantidad de modificador de superficie
Teóricamente, se requiere la dosificación óptima para lograr la adsorción de la capa monomolecular en la superficie de la partícula. Esta dosificación está relacionada con el área superficial específica de la materia prima en polvo y el área transversal de las moléculas modificadoras de superficie, pero esta dosificación no es necesariamente una cobertura del 100 %. La cantidad óptima real de modificador de superficie debe determinarse mediante la prueba de modificación y la prueba de rendimiento de la aplicación, porque la cantidad de modificador de superficie no solo está relacionada con la uniformidad de la dispersión y el recubrimiento del modificador de superficie durante la modificación de la superficie. También está relacionado con los requisitos específicos de el sistema de aplicación de las propiedades superficiales y los indicadores técnicos de las materias primas en polvo.
Cuando se lleva a cabo la modificación química del recubrimiento, existe una cierta relación correspondiente entre la cantidad de modificador de superficie y la tasa de recubrimiento. En términos generales, al principio, con el aumento de la cantidad, la cantidad de recubrimiento superficial del polvo aumenta rápidamente, pero luego la tendencia de aumento se ralentiza y, después de una determinada dosis, la cantidad de recubrimiento superficial ya no aumenta. Por tanto, es innecesaria una cantidad excesiva, lo que aumenta el coste de producción desde un punto de vista económico.
2. Método de preparación del modificador de superficie
Diferentes modificadores de superficie requieren diferentes métodos de formulación, tales como:
Para algunos agentes de acoplamiento de silano, es el silanol el que actúa como enlace con la superficie del polvo. Por lo tanto, para lograr un buen efecto de modificación (adsorción química), es mejor hidrolizarlo antes de agregarlo.
Para otros modificadores de superficie orgánicos que deben diluirse y disolverse antes de su uso, como titanato, aluminato, ácido esteárico, etc., deben usarse los disolventes orgánicos correspondientes, como etanol absoluto, isopropanol, glicerol, tolueno, éter, acetona, etc. para dilución y disolución.
3. Cómo agregar modificadores de superficie
La mejor manera de agregar el modificador de superficie es hacer que el modificador de superficie entre en contacto con el polvo de manera uniforme y completa para lograr una alta dispersión del modificador de superficie y un recubrimiento uniforme del modificador de superficie en la superficie de la partícula.
Por lo tanto, es mejor utilizar el método de pulverización continua o gota (adición) que está relacionado con la velocidad de alimentación del polvo. Por supuesto, solo el modificador de superficie en polvo continuo se puede usar para agregar modificadores de superficie de forma continua.
4. Secuencia de dosificación de modificadores de superficie
Debido a la falta de homogeneidad de la superficie del polvo, especialmente las propiedades superficiales de los rellenos o pigmentos inorgánicos, a veces es mejor mezclar modificadores de superficie que usar un solo modificador de superficie. Por ejemplo, el uso combinado de agente de acoplamiento de titanato y ácido esteárico para modificar la superficie del carbonato de calcio no solo puede mejorar el efecto del tratamiento superficial, sino también reducir la cantidad de agente de acoplamiento de titanato y el costo de producción.
Sin embargo, cuando se utilizan dos o más modificadores de superficie para tratar el polvo, el orden de dosificación tiene cierta influencia en el efecto final de modificación de la superficie.
Al determinar el orden de adición de los modificadores de superficie, en primer lugar, es necesario analizar las funciones respectivas de los dos modificadores de superficie y la forma en que interactúan con la superficie del polvo (ya sea adsorción física o adsorción química). En términos generales, primero se agrega el modificador de superficie que juega el papel principal y se basa principalmente en la adsorción química, y luego se agrega el modificador de superficie que juega un papel secundario y se basa principalmente en la adsorción física, pero finalmente se determina mediante pruebas de aplicación.
Modificación superficial del polvo de mica y su aplicación en recubrimientos anticorrosivos industriales
La mica tiene una excelente inercia química, por lo que puede mejorar la resistencia a la corrosión de los recubrimientos, como la resistencia a la niebla salina neutra, la resistencia a los ácidos, la resistencia a los álcalis, etc. Al mismo tiempo, con su estructura laminar única, puede ajustar la tensión interna del recubrimiento. y mejorar la continuidad y densidad de la película de recubrimiento. Puede ralentizar eficazmente la penetración de sustancias corrosivas en la película de recubrimiento y aliviar la corrosión de los sustratos de acero. Agregar mica a los recubrimientos anticorrosión puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión de los recubrimientos.
Sin embargo, como muchos minerales naturales, la mica tiene una superficie hidrófila y oleofóbica, y es difícil de humedecer y dispersar en la fase orgánica. Debido a su gran área de superficie específica y alta absorción de aceite, es difícil lograr un alto relleno en el sistema de recubrimiento y es compatible con la resina del recubrimiento. Bajo rendimiento, unión interfacial insatisfactoria y fácil floculación. Para cambiar este fenómeno, en la actualidad, varias empresas de revestimientos agregan principalmente diferentes aditivos directamente en el proceso de producción del revestimiento, pero este método provocará el desperdicio de aditivos y el efecto de dispersión no es bueno, lo que provoca el rendimiento anticorrosivo del revestimiento. de no cumplir con las expectativas.
Por lo tanto, para aprovechar al máximo la función de la mica, de modo que la mica pueda dispersarse uniformemente en el sistema de recubrimiento y pueda formar una interfaz estable con la resina de recubrimiento después del curado, a fin de mejorar el rendimiento del anti- recubrimiento contra la corrosión, es posible considerar el pretratamiento y la modificación de la superficie de la mica, y luego agregarlo al sistema de recubrimiento.
La superficie del polvo de mica se modificó con un modificador de silano y se exploró el rendimiento funcional real del polvo de mica antes y después de la modificación en el campo de los recubrimientos industriales anticorrosión. Los resultados muestran que:
(1) El uso de modificadores de silano para modificar el polvo de mica puede mejorar significativamente el rendimiento de la aplicación de mica en el sistema de recubrimiento. La cantidad óptima de modificador es 1,5%.
(2) El polvo de mica modificado es mejor que el polvo de mica no modificado para mejorar la eficiencia de producción y el rendimiento de la aplicación del sistema de recubrimiento. Con el aumento de la cantidad de mica en polvo añadida, la viscosidad del sistema tiende a aumentar debido al aumento de la absorción de aceite, y el tiempo de disminución de la finura se prolongará, lo que tiene un impacto negativo en la producción y la eficiencia. En comparación con el producto no modificado, la influencia del polvo de mica modificado en la viscosidad del sistema se reduce significativamente, lo que puede mejorar la eficiencia de producción y la viscosidad del sistema.
(3) La adición de polvo de mica no tiene un efecto adverso evidente sobre las propiedades físicas de la película de recubrimiento.
(4) Cuando la cantidad añadida de polvo de mica es inferior al 5 %, el rendimiento anticorrosivo de la película de recubrimiento es ligeramente deficiente. Dentro de un rango adecuado, cuanto mayor sea la cantidad añadida, mejor será el rendimiento anticorrosión.
(5) Eficiencia de producción integral y rendimiento anticorrosión, en recubrimientos anticorrosión industriales, la cantidad de adición razonable de polvo de mica sin modificar es del 8 % al 12 %, y la cantidad de adición razonable de polvo de mica modificada es del 10 % al 15 %. el mejor rendimiento general.
¿Cuánta finura es adecuada para el polvo de talco para refuerzo y modificación de plásticos?
La modificación del refuerzo de plástico es un importante campo de aplicación del talco, especialmente para la modificación del polipropileno en las industrias automotriz y de electrodomésticos. La micronización es la tendencia de desarrollo de los productos de talco. La tendencia de cambio de la finura del polvo de talco (d50) utilizada para mejorar y modificar es la siguiente: en la década de 1980, era principalmente de 10-15 µm, en la década de 1990, era principalmente de 8-10 µm, y en 2000, era principalmente de 5-15 µm. 10 µm. , actualmente en el rango de 3,5 a 7 µm.
En términos generales, cuanto más fino es el producto, mejor es el efecto de mejora, pero el costo aumenta y, al mismo tiempo, es fácil de aglomerar y es difícil de procesar y usar. Es necesario elegir un producto con una finura adecuada según su propio nivel de tecnología de dispersión y el rendimiento esperado del producto, y no necesariamente es mejor cuanto más fino.
La evaluación del tamaño de partícula de un producto de talco no puede basarse únicamente en el tamaño medio de partícula d50. El tamaño medio de partícula no caracteriza la distribución granulométrica del producto, ni caracteriza el tamaño máximo de partícula. La evaluación requiere al menos dos indicadores, el tamaño medio de partícula d50 y el tamaño máximo de partícula d98 (o d100). El tamaño y la cantidad de partículas gruesas tienen un efecto adverso significativo en las propiedades mecánicas del producto y deben controlarse estrictamente.
En los últimos años, con la aplicación de vehículos eléctricos, las piezas plásticas de automóviles de paredes delgadas y de baja densidad tienen requisitos más altos para la rigidez de los plásticos modificados y la cantidad de relleno de talco. El polvo de talco ultrafino de malla 3000-5000 se usa cada vez más en productos de plástico modificado de pared delgada y alta rigidez, especialmente parachoques de automóviles con un espesor de 2 mm. Los principales productos en este campo incluyen Jetfine de Imerys, HTPultra5L de Liaoning Aihai y otros productos. Basándose en materias primas de alta pureza y en un proceso de molienda en espiral, el polvo ultrafino retiene mejor la estructura de escamas de talco, lo que puede aumentar el módulo de flexión entre un 10 % y un 15 % y reducir la cantidad de relleno de talco entre un 5 % y un 6 %.
Una desventaja del talco de malla fina es su pequeña densidad aparente, dificultad en la mezcla directa, bajo rendimiento y contaminación por polvo. En los últimos años, se ha adoptado la nueva tecnología de compresión de escape para mejorar la densidad aparente. La densidad del polvo de malla 1250-5000 antes de la compresión es 0,25-0,15, y puede alcanzar 0,70-0,45 después de la compresión, y la dispersión básicamente no se ve afectada. La compresión de escape también puede reducir significativamente la cantidad de aire que el polvo de talco introduce en la extrusora, reducir el tiempo de residencia del material en la extrusora y ayudar a mejorar el rendimiento antienvejecimiento, y el rendimiento se puede aumentar en un 15% para 25%.
PLA: el plástico biodegradable más prometedor
El PLA (ácido poliláctico) es un nuevo tipo de material degradable, que se puede obtener extrayendo almidón de plantas renovables, luego se fermenta biológicamente para obtener ácido láctico y finalmente se prepara mediante síntesis química. PLA tiene buena degradabilidad y puede ser completamente degradado por microorganismos. Los productos hechos de PLA pueden degradarse completamente en CO2 y agua después de su uso, y no son tóxicos ni irritantes.
El PLA tiene propiedades mecánicas similares al polipropileno, mientras que su brillo, claridad y procesabilidad son similares al poliestireno, y su temperatura de procesamiento es inferior a la de la poliolefina. El método de procesamiento del plástico se procesa en diversos materiales de embalaje, fibras y telas no tejidas, etc., que se utilizan ampliamente en los campos industrial, agrícola, médico y civil.
El método de preparación de PLA se puede dividir generalmente en método de policondensación directa y método de polimerización por apertura de anillo (método de lactida). El método de policondensación directa, también conocido como método PC o método de un solo paso, utiliza la actividad del ácido láctico para eliminar los grupos carboxilo e hidroxilo en presencia de grupos de deshidratación, de modo que las moléculas de ácido láctico se policondensan para formar moléculas de bajo peso molecular. polímeros, y luego las moléculas se deshidratan directamente a alta temperatura. Uno de los procesos para condensar PLA en PLA suele ser la polimerización por fusión, la polimerización en solución y la polimerización en fase sólida por fusión, entre las cuales la polimerización por fusión es la más utilizada.
El método de polimerización por apertura de anillo también se denomina método ROP, es decir, el monómero de ácido láctico primero se deshidrata y cicla para sintetizar lactida, y luego la lactida recristalizada se polimeriza para obtener PLA. Este método puede obtener PLA con un peso molecular extremadamente alto. Se trata de 700.000 a 1 millón (el PLA de bajo peso molecular se puede degradar rápidamente, lo que conduce a la liberación de fármacos y es adecuado para el campo médico; el PLA de alto peso molecular tiene un valor comercial importante en las industrias de fibra, textil, plástico y embalaje) , por lo que es el actual industrial El proceso de síntesis de ácido poliláctico utilizado principalmente en lo anterior.
El ácido poliláctico tiene alta resistencia, alto módulo y buena transparencia y permeabilidad al aire, pero su tasa de cristalización es demasiado lenta durante el procesamiento, lo que conduce a un ciclo de procesamiento prolongado y una resistencia al calor deficiente, lo que limita en gran medida el campo de aplicación de los productos de ácido poliláctico. . En la actualidad, la forma más común de mejorar el rendimiento del ácido poliláctico es agregar un agente de nucleación y, en las aplicaciones de procesamiento empresarial reales, el talco es el agente de nucleación inorgánico más utilizado para el ácido poliláctico, que puede mejorar el estiramiento y la flexión del ácido poliláctico. ácido, etc. Las propiedades mecánicas mejoran su resistencia al calor.
En la actualidad, la capacidad de producción global de PLA es de aproximadamente 653 500 toneladas, y los principales fabricantes de PLA se concentran principalmente en los Estados Unidos, China, Tailandia, Japón y otros países. American Nature Works es el fabricante de PLA más grande del mundo, con una capacidad de producción anual de 180 000 toneladas, lo que representa aproximadamente el 30 % de la capacidad de producción global de PLA. La producción de PLA en mi país comenzó relativamente tarde y las principales materias primas de la lactida dependen principalmente de las importaciones. Debido a razones técnicas o falta de lactida como materia prima, algunas plantas de PLA no pueden operar de manera estable o se encuentran en estado de parada. La capacidad de producción efectiva real es de unas 48.000 toneladas/año y la producción es de unas 18.000 toneladas/año.
PLA tiene una amplia gama de aplicaciones y se ha utilizado con éxito en envases de plástico, biomedicina y fibras textiles. Las propiedades inocuas del PLA hacen que tenga amplias perspectivas de aplicación en el campo del embalaje, principalmente utilizado como embalaje de alimentos, embalaje de productos y películas para acolchado agrícola. El PLA tiene una superficie lisa, buena transparencia y excelentes propiedades de barrera, y puede reemplazar por completo al PS (poliestireno) y al PET (tereftalato de polietileno) en muchos lugares, reduciendo así el problema de la contaminación plástica. La fibra degradable PLA integra la degradabilidad, la conductividad de la humedad y el retardo de llama, así como el moldeado, la aplicación y la degradabilidad, y se usa ampliamente en el campo de las fibras textiles. Al mismo tiempo, el PLA tiene una excelente biocompatibilidad y buenas propiedades físicas. Después de su degradación, genera dióxido de carbono y agua, que es inofensivo para el cuerpo humano y puede degradarse de forma natural. Por lo tanto, el PLA se usa cada vez más en el campo de la biomedicina, como la consolidación de tejidos (como tornillos óseos, placas de fijación y tapones), apósitos para heridas (p. ej., piel artificial), administración de fármacos (p. ej., control de difusión) y cierre de heridas (p. ej., aplicación de suturas).