اصلاح سطح (فعال سازی) تالک و کاربرد آن در پلاستیک ها و پوشش ها

تالک یک سیلیکات هیدراته با فرمول شیمیایی 3MgO·4SiO2·H2O است. شکل کریستالی آن می تواند پوسته پوسته، برگ، سوزن و بلوک باشد.

ساختار تالک خالص شامل یک لایه بروسیت (هیدروکسید منیزیم، MgO·H2O) است که بین دو لایه سیلیس قرار گرفته است، با لایه‌های روی هم قرار گرفته و لایه‌های تالک مجاور که توسط نیروهای ضعیف واندروالس به هم متصل شده‌اند. هنگامی که برش بر روی آن اعمال می شود، لایه ها می توانند به راحتی روی یکدیگر بلغزند.

تالک نسبت به اکثر معرف های شیمیایی بی اثر است، در تماس با اسید تجزیه نمی شود، رسانای ضعیف الکتریسیته است، رسانایی حرارتی پایینی دارد و مقاومت در برابر شوک حرارتی بالایی دارد و با حرارت دادن تا دمای 900 درجه سانتی گراد تجزیه نمی شود.

این خواص عالی تالک، آن را به پرکننده خوبی تبدیل می کند و در زمینه پلاستیک و پوشش ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، اما سطح آب دوست تالک کاربرد آن را در برخی زمینه های آبگریز محدود می کند. به منظور بهبود بیشتر عملکرد و گسترش مناطق کاربردی آن، اصلاح سطح ضروری است.

1. روش های اصلاح سطح و اصلاح کننده های رایج برای تالک

(1) اصلاح کننده های سطحی که معمولاً برای تالک استفاده می شود

به منظور پیوند بهتر تالک با پلیمرها، دو نوع اصلی از اصلاح کننده ها در حال حاضر برای اصلاح استفاده می شوند:

عوامل جفت کننده: عمدتا تیتانات ها، آلومینات ها، سیلان ها و اسیدهای استئاریک. تیتانات ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار مولکولی آنها R´-O-Ti-(O-X-R-Y)n است، جایی که R´O- می تواند با ساختار شیمیایی سطح پرکننده واکنش دهد، R یک گروه درهم تنیده با زنجیره بلند با ساختار چربی یا معطر است که می تواند بهبود یابد. سازگاری بین پلیمر و پرکننده، و Y یک گروه فعال فعال است که می‌تواند در سیستم پرکننده پلیمری پیوند متقابل یا پیوند برقرار کند.

سورفکتانت ها: عمدتاً سدیم دودسیل بنزن سولفونات، سدیم دودسیل سولفونات، دودسیل تری متیل آمونیوم برومید، دودسیل تری متیل آمونیوم کلرید، سدیم الفین سولفونات و غیره که مانند عوامل جفت کننده در بهبود سازگاری بین پلیمرها، اما مکانیسم پرکننده با سطح پلیمرها و پرکننده های آنها، اثر مشابهی دارند. با عوامل جفت کننده متفاوت است.

(2) روش های اصلاح سطح پودر تالک

اصلاح پوشش سطحی: پوشاندن سطح ذرات با سورفکتانت ها برای دادن خواص جدید به ذرات یک روش رایج امروزه است.

روش مکانیکی: یک روش اصلاحی است که از خرد کردن، اصطکاک و روش‌های دیگر برای افزایش فعالیت سطحی استفاده می‌کند. این روش خرد کردن و مالش ذرات نسبتاً بزرگ است تا کوچکتر شوند.

اصلاح فیلم خارجی: روشی برای پوشش یکنواخت لایه ای از پلیمر بر روی سطح ذرات برای تغییر خواص سطحی ذرات. برای پودر تالک می توان ابتدا آن را خرد و فعال کرد، سپس تحت شرایط خاصی با سورفکتانت ها جذب شد و سپس از طریق سورفکتانت ها با مونومرها جذب شد و در نهایت مونومرها برای رسیدن به اثر پوشش سطحی تحت پلیمریزاسیون قرار می گیرند.

اصلاح فعال موضعی: از واکنش های شیمیایی برای تشکیل گروه های عملکردی مختلف بر روی سطح ذرات برای دستیابی به هدف اصلاح سطح استفاده کنید.

اصلاح سطح با انرژی بالا: برای اصلاح سطح ذرات از تخلیه با انرژی بالا، اشعه ماوراء بنفش، اشعه پلاسما و غیره استفاده کنید. این روش از انرژی عظیم تولید شده توسط تخلیه پرانرژی، اشعه ماوراء بنفش، اشعه پلاسما و غیره برای اصلاح سطح ذرات و فعال کردن سطوح آنها استفاده می کند. بهبود سازگاری ذرات و پلیمرها.

اصلاح واکنش بارش: اصلاح با استفاده از واکنش بارش. این روش از اثر بارش برای پوشش دادن سطح ذرات برای رسیدن به اثر اصلاح استفاده می کند.

2. کاربرد پودر تالک در زمینه پلاستیک

پودر تالک پلاستیک ها را پر می کند تا سفتی، ثبات ابعادی و روانکاری محصولات را بهبود بخشد، از خزش در دمای بالا جلوگیری کند، سایش ماشین های قالب گیری را کاهش دهد، و پلیمر را از طریق پر کردن سختی و مقاومت در برابر خزش را بهبود بخشد در حالی که استحکام ضربه اساساً بدون تغییر باقی می ماند. اگر به درستی مورد استفاده قرار گیرد، می تواند مقاومت شوک حرارتی پلیمرها را بهبود بخشد، انقباض قالب گیری پلاستیک ها، مدول الاستیک خمشی و استحکام تسلیم کششی محصولات را بهبود بخشد.

کاربرد در مواد PP: این اپلیکیشن پرمطالعه ترین و پرکاربردترین است. در حال حاضر به طور گسترده ای در قطعات خودرو، مانند سپر خودرو، قطعات جانبی موتور، قطعات تهویه مطبوع، داشبورد، چراغ های جلو، شاسی، پدال ها و سایر قطعات استفاده می شود.

کاربرد در خودروها: مواد PP دارای منابع گسترده ای، چگالی کم هستند و می توانند برای بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی خود اصلاح شوند. این می تواند هزینه ها را کاهش دهد، وزن را کاهش دهد و مصرف سوخت را بدون کاهش خواص مکانیکی کاهش دهد. به عنوان مثال، فن خنک کننده خودرو که با مواد PP پر شده با پودر تالک تزریق می شود، نه تنها وزن سبک و صدای کم دارد، بلکه راندمان خنک کننده را نیز بهبود می بخشد.