Progrès de l'application du broyeur à boulets dans le domaine des nouveaux matériaux
Depuis leur introduction il y a plus de 100 ans, les broyeurs à boulets ont été largement utilisés dans des industries telles que l'industrie chimique, l'exploitation minière, les matériaux de construction, l'énergie électrique, la médecine et l'industrie de la défense nationale. En particulier dans les domaines du traitement des minéraux complexes, de la modification de la surface des poudres, de l'activation des poudres, de la synthèse fonctionnelle des poudres, des alliages mécaniques et de la préparation des poudres ultrafines, la méthode de broyage mécanique à billes a un vaste marché de recherche et d'applications. .
Le broyeur à boulets présente les caractéristiques d'une structure simple, d'un fonctionnement continu, d'une forte adaptabilité, de performances stables, adaptés à un contrôle automatique à grande échelle et facile à réaliser. Son rapport de concassage peut varier de 3 à 100. Il convient au traitement de diverses matières premières minérales et au broyage humide. Et le meulage à sec peut être utilisé comme méthode abrasive.
Avancement de la recherche sur la méthode de broyage mécanique à billes dans le domaine des nouveaux matériaux
(1) Matériaux de batterie au lithium
Les matériaux SiOx ont été synthétisés par broyage mécanique à billes dans une atmosphère d'air. Utilisé comme matériau d'anode pour les batteries lithium-ion, la capacité spécifique en volume du SiOx peut atteindre 1 487 mAh/cc, soit plus du double de celle du graphite ; son premier rendement coulombien est supérieur à celui du SiO non traité, jusqu'à 66,8 % ; et il a une excellente stabilité de cycle. Après 50 cycles à une densité de courant de 200 mA/g, la capacité se stabilise autour de 1300 mAh/g. Les résultats montrent que le SiOx préparé par cette méthode présente des possibilités pratiques.
(2) Matériaux de terres rares
En ce qui concerne la poudre de polissage des terres rares, la méthode de broyage mécanique à billes augmente non seulement la force de cisaillement pendant la réaction chimique, augmente le taux de diffusion des particules, favorise le raffinement des réactifs et des produits, mais évite également l'introduction de solvants et réduit Il élimine le processus de précipitation intermédiaire, réduit l'influence de nombreuses conditions de préparation dans le processus de préparation de la poudre à polir et élargit considérablement le champ de recherche sur les matériaux de polissage. En termes de matériaux catalytiques de terres rares, la méthode de broyage mécanique à boulets présente un processus de préparation simple et des conditions douces, et peut traiter des matériaux en grandes quantités.
(3) Matériaux catalytiques
Afin de modifier la taille des particules de TiO2 et d'améliorer ses performances photocatalytiques, Qi Dongli et al. utilisé un broyage à billes à haute énergie pour traiter la poudre de TiO2 et étudié l'effet du temps de broyage à billes sur la micromorphologie, la structure cristalline, le spectre Raman, le spectre de fluorescence et les performances photocatalytiques de l'échantillon. Le taux de dégradation des échantillons de TiO2 après broyage à billes est supérieur à celui des échantillons non broyés à billes, et le taux de dégradation de la bille d'échantillon broyée pendant 4 heures est le plus élevé, ce qui indique qu'elle présente les meilleures performances photocatalytiques.
(4) Matériaux photovoltaïques
La méthode de broyage à boulets mécanique et par réduction chimique a été utilisée pour préparer une poudre d'argent feuilletée brillante, et les effets de la méthode de broyage à boulets, du temps de broyage à boulets et de la vitesse de broyage à boulets sur les paramètres et les propriétés de la poudre d'argent feuilletée ont été étudiés. Les résultats montrent que le broyage à boulets humide a une efficacité de formation de flocons plus élevée, mais que la poudre d'argent en flocons préparée par broyage à boulets sec a un diamètre de flocons plus grand et un aspect argenté plus brillant.
(5) Matériaux pérovskites
La nanopoudre Cs2AgBiBr6 à double pérovskite sans plomb a été préparée à l'aide d'un processus de broyage mécanique à boulets. À mesure que le temps de broyage à boulets augmente, la nanopoudre Cs2AgBiBr6 atteint finalement la phase pure, la taille des particules diminue progressivement jusqu'à environ 100 nm et la forme des particules passe d'une forme de bâtonnet à des particules rondes.
(6) Matériaux d'adsorption
Les minéraux non métalliques tels que le calcaire, le kaolin et la serpentine sont activés par broyage à boulets pour renforcer leur capacité à réagir avec des composants nocifs tels que le cuivre, le plomb et l'arsenic dans la phase aqueuse. Cela permet d'appliquer un nouveau processus de purification des eaux usées efficace, simple et peu coûteux au processus de purification des eaux usées. Précipitation sélective, séparation et récupération par enrichissement des composants métalliques cibles.
Par rapport à d'autres méthodes, pendant le processus de réaction chimique, la méthode de broyage à boulets peut réduire considérablement l'énergie d'activation de la réaction, réduire la taille des particules de poudre, augmenter l'activité de la poudre, améliorer la distribution granulométrique, améliorer la liaison entre les interfaces, favoriser les ions solides. diffusion et Il induit des réactions chimiques à basse température pour améliorer la densité et les propriétés optiques, électriques, thermiques et autres du matériau. L'équipement est simple, le processus est facile à contrôler, le coût est faible et la pollution est moindre. Il s’agit d’une technologie de préparation des matériaux économe en énergie et efficace, facile à utiliser pour la production industrielle.
Quelles sont les exigences relatives aux matériaux d’interface thermique dans les domaines d’application courants ?
Ces dernières années, l’explosion du photovoltaïque, des véhicules électriques, des communications 5G et de l’électronique mobile a entraîné des exigences de plus en plus élevées en matière de dissipation thermique des appareils. Le matériau d'interface thermique est un matériau conducteur thermique typique qui peut être largement appliqué sur les éléments chauffants (tubes de puissance, thyristors, piles chauffantes électriques, etc.) et les radiateurs (dissipateurs thermiques, dissipateurs thermiques, etc.) dans divers produits électroniques, batteries de puissance, et équipements électriques.
1. Nouvelle batterie d'énergie
En tant que principale source d'énergie des véhicules à énergie nouvelle, les batteries de puissance doivent disposer autant de cellules de batterie que possible dans un certain espace pour augmenter leur autonomie de croisière. Il en résulte un espace de dissipation thermique très limité dans la batterie de puissance. Lorsque le véhicule fonctionne, la chaleur générée par les cellules de la batterie s'accumulera progressivement dans un petit espace de dissipation thermique, ce qui réduira l'efficacité de charge et de décharge de la batterie et affectera la puissance de la batterie ; dans les cas graves, cela provoquera un emballement thermique et affectera la sécurité et la durée de vie du système. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser de la colle d'enrobage thermoconductrice avec une certaine conductivité thermique pour réaliser l'enrobage entre les cellules de la batterie, ainsi qu'entre l'ensemble du groupe de modules de batterie et la plaque du dissipateur thermique. En raison des nouvelles batteries énergétiques, la plage de température de fonctionnement optimale des cellules des batteries électriques est très étroite, généralement comprise entre 20 et 40 °C et moins de 65 °C. Pour garantir la sécurité de fonctionnement du véhicule et les performances optimales de la batterie, un adhésif thermoconducteur est généralement nécessaire. La conductivité thermique de la colle d'empotage atteint plus de 3 W/(m·K).
2. Onduleur photovoltaïque
D'une manière générale, la conductivité thermique des onduleurs photovoltaïques ne doit pas être inférieure à 2,0 W/mK et la tension de tenue n'est pas inférieure à 5 kV/mm. Dans le même temps, afin de protéger le circuit imprimé et les composants de l'influence de l'environnement externe et des forces mécaniques, ainsi que de protéger la sécurité et la stabilité du circuit, la colle d'enrobage thermoconductrice utilisée dans les onduleurs photovoltaïques doit également avoir certaine résistance aux tremblements de terre, résistance aux chocs, résistance à la poussière, résistance aux UV, étanche à l'eau et à l'humidité, isolation et autres propriétés. De plus, étant donné que la durée de vie des systèmes photovoltaïques est généralement d'environ 20 ans, les exigences de durée de vie des adhésifs thermoconducteurs utilisés dans les onduleurs photovoltaïques sont également relativement élevées, généralement supérieures à 8 ans.
3. Borne 5G
La station de base est un dispositif fermé typique de dissipation thermique naturelle. Sa méthode de dissipation thermique consiste à permettre à la chaleur du dispositif d'alimentation d'être transférée d'abord au boîtier, puis conduite du boîtier vers l'air. Compte tenu des propriétés de traitement des équipements électroniques dans les stations de base 5G, la technologie de distribution est souvent utilisée dans la construction pour améliorer l'efficacité de l'automatisation. Par conséquent, l’adhésif thermoconducteur doit être préparé sous forme de gel avec une faible contrainte et un module de compression élevé.
4. Emballage de puce, dissipation thermique
La graisse silicone conductrice thermique avec de bonnes propriétés rhéologiques est principalement utilisée pour le remplissage entre la puce et l'enveloppe d'emballage, ainsi que pour l'enveloppe d'emballage et le dissipateur thermique. Étant donné que la température de fonctionnement de la puce atteint souvent 60 à 70 °C, le matériau de conductivité thermique utilisé sur la puce a des exigences de conductivité thermique très élevées. Élevé, il doit être supérieur à 5 W·(m·K) et nécessite des propriétés de base telles qu'une faible épaisseur de couche adhésive, une flexibilité élevée, une conductivité thermique élevée, une faible résistance thermique de contact et un coefficient de dilatation thermique approprié.
L'émergence de domaines d'application émergents a mis en avant des exigences plus diversifiées pour les matériaux d'interface thermique, qui ne se limitent plus à l'amélioration de la conductivité thermique, mais évoluent dans le sens d'une multifonctionnalité, notamment diélectrique, isolant, haute performance, fiabilité, ignifuge. et d'autres aspects, afin de mieux s'adapter aux besoins spécifiques de divers domaines, favorisant ainsi le progrès technologique et l'innovation dans les industries connexes.
8 concepts sur l'argile bentonite
1. Bentonite
La bentonite, également connue sous le nom de « bentonite » ou « bentonite », est un minéral non métallique dont la montmorillonite est le principal composant minéral. Il contient souvent une petite quantité d’illite, de kaolinite, de zéolite, de feldspath, de calcite et d’autres minéraux. Montmorillonite La teneur en pierre détermine la valeur d'utilisation de la bentonite naturelle.
2. Montmorillonite
La smectite est une grande famille de minéraux à la composition chimique complexe. L'International Clay Association a déterminé que Smectite est le nom de famille, c'est-à-dire la famille des smectites, également connue sous le nom de famille des smectites. Ce groupe de minéraux comprend deux sous-groupes, dioctaédrique et trioctaédrique, et plus d'une douzaine d'espèces minérales. La bentonite contient généralement des minéraux du sous-groupe dioctaédrique, tels que la montmorillonite, la beidellite, la nontronite, etc.
3. Bentonite de sodium et bentonite de calcium
Étant donné qu’une partie des ions silicium et des ions aluminium du tétraèdre silicium-oxygène et de l’octaèdre aluminium-oxygène sont souvent remplacés par d’autres cations bon marché, la structure cristalline de la montmorillonite a une charge négative permanente. Afin d’équilibrer le prix de l’électricité, la cellule unitaire de montmorillonite adsorbera les cations échangeables.
Selon le type, la teneur et les propriétés chimiques de cristallisation des cations échangeables contenus dans la bentonite, la bentonite est divisée en bentonite calcique, bentonite sodique, bentonite magnésium et bentonite calcium-sodium. Les plus courants sont les deux premiers. .
4. Bentonite biologique
L'organobentonite fait référence à l'utilisation de cations d'ammonium organiques pour remplacer les cations échangeables dans la montmorillonite, recouvrant la surface de la montmorillonite, bloquant le centre d'adsorption de l'eau, lui faisant perdre sa fonction d'absorption d'eau et se transformant en organobentonite hydrophobe et lipophile. complexe.
L'organobentonite peut être divisée en organobentonite à haute viscosité, organobentonite facilement dispersable, organobentonite auto-activante et organobentonite de haute pureté selon les fonctions et les composants.
5. Bentonite de lithium
Il existe très peu de ressources naturelles en bentonite de lithium. Par conséquent, la lithiation artificielle est l’une des principales méthodes de préparation de bentonite de lithium.
La bentonite de lithium peut former un gel dans les solvants organiques et remplacer la bentonite organique. La bentonite de lithium a d'excellentes propriétés de gonflement, d'épaississement et de suspension dans l'eau, les alcools inférieurs et les cétones inférieures, elle est donc largement utilisée dans les revêtements architecturaux, les peintures au latex, les revêtements de coulée et d'autres produits pour remplacer divers agents de suspension organiques à base de cellulose.
6. Argile activée
L'argile activée est fabriquée à partir d'argile (principalement de la bentonite) comme matière première, obtenue par acidification inorganique ou traitement au sel. Il s'agit d'une poudre poreuse blanc-blanc cassé avec une structure microporeuse et une grande surface spécifique, et possède de fortes propriétés d'adsorption. Il est principalement utilisé pour la décoloration et le raffinage des produits de transformation du pétrole (huile lubrifiante, paraffine, vaseline) et des huiles industrielles animales et végétales, et est utilisé comme adsorbant et support de catalyseur dans l'industrie chimique.
7. Montmorillonite à piliers
La montmorillonite à piliers est un matériau minéral doté de pores bidimensionnels formés de cations inorganiques polymérisés ou d'ions organiques (molécules) insérés dans la montmorillonite. Il présente une grande surface spécifique, une bonne stabilité thermique, une forte acidité de surface et une taille de pores réglable. Il présente de larges perspectives d'application dans l'industrie pétrochimique, le traitement des eaux usées, les matériaux antibactériens et d'autres domaines.
8. Gel bentonite
Le gel inorganique de bentonite est un produit colloïdal à haute valeur ajoutée produit avec de la bentonite comme matière première principale par purification, modification du sodium, modification par phosphatation et gélification. Le processus de préparation comprend principalement la purification du minerai brut de bentonite. Il existe quatre processus principaux : la modification du sodium, la modification par phosphatation et la gélification.
Le gel inorganique est un produit de transformation en profondeur de bentonite à haute valeur ajoutée qui peut être utilisé comme agent thixotropique, épaississant, dispersant, agent de suspension, stabilisant, etc. Il est largement utilisé dans les produits chimiques quotidiens, les produits pharmaceutiques, les détergents, la céramique, le verre, la fabrication du papier, et le casting. , batterie et autres industries.
En savoir plus sur les poudres : termes et concepts incontournables
Concassage/broyage/pulvérisation
Le processus de réduction de la taille des particules.
Broyage à sec
Le processus de broyage dans l’air ou dans d’autres milieux gazeux.
meulage continu
Le processus d'alimentation continue et uniforme des matériaux à traiter dans le dispositif (ou système) de concassage, et en même temps, les matériaux broyés sont déchargés à temps.
meulage de surfaces
Sous l'action de forces extérieures telles que la friction et le cisaillement, le processus de meulage repose principalement sur le meulage et le pelage de surface.
meulage par percussion
Le processus de concassage est réalisé en utilisant l'impact des pièces mobiles à grande vitesse de l'équipement de concassage sur le matériau ou l'impact du matériau en mouvement à grande vitesse et du mur.
Pulvérisation à jet
Le jet à grande vitesse formé par l'expansion et l'accélération du gaz comprimé à travers la buse provoque un impact, une collision et un frottement entre les particules et entre les particules et la paroi, réalisant ainsi le processus de concassage.
Rapport de broyage/rapport de réduction de taille
Le rapport entre les diamètres caractéristiques des particules du matériau d'alimentation et du matériau de décharge pendant l'opération de concassage indique le degré de réduction de la taille des particules du matériau après le concassage.
efficacité de broyage
Le taux de production de produits qualifiés par unité de consommation d'énergie par unité de temps.
balance de broyage
Pendant le processus de concassage, la taille des particules du matériau en poudre ne continue plus à diminuer et la surface spécifique ne continue plus à augmenter.
mécano-chimie
Modifications structurelles ou physiques et chimiques induites par les forces mécaniques lors du processus de concassage du matériau.
médias de broyage
C'est un objet qui est chargé dans le broyeur et qui utilise les effets d'impact, de collision, de cisaillement, de meulage et de pelage générés lors de son mouvement pour écraser le matériau.
Aide au broyage
Additifs supplémentaires pour améliorer l’efficacité du concassage et du broyage.
Agent dispersant/dispersant
Il s'agit d'un additif qui s'adsorbe de manière directionnelle à la surface des particules traitées pour les empêcher de s'agréger les unes aux autres et maintenir la stabilité des particules pendant une certaine période de temps.
classification
Processus de division d'un matériau en deux ou plusieurs niveaux de distribution granulométrique.
Tamisage
Le processus de classement à l’aide de tamis.
classification des fluides
Le processus de classification des milieux liquides ou gazeux.
Classement sec/classement vent (classement sec)
Le processus de classification dans l’air ou dans d’autres milieux gazeux.
classification gravitationnelle
Processus de classification des particules en fonction de la différence de leur vitesse de sédimentation finale dans un milieu liquide ou gazeux.
classification centrifuge
Processus de classement basé sur les différentes trajectoires des particules dans le champ de force centrifuge.
Taille de coupe
Selon la taille des particules, le matériau est divisé en particules grossières et fines et la taille limite de séparation du produit.
efficacité de la classification
Le degré de séparation des produits grossiers et fins au cours du processus de classification est généralement exprimé par le rapport entre la masse du matériau à grains fins après classification et la masse du matériau classé plus petite que la taille des particules de coupe. C'est une mesure de la qualité de l'opération de classement. un indicateur important.
traitement de surface
Terme général désignant des processus tels que la mise en forme des particules, la modification de surface et le revêtement de surface.
conception fonctionnelle des particules
Processus de modification de la morphologie, de la structure et des caractéristiques des particules à des fins de fonctionnalisation des matériaux.
Modification de la forme des particules
Un processus qui modifie la forme des particules.
sphéricité
Processus de transformation de particules de forme irrégulière en particules sphériques ou approximativement sphériques.
Degré de sphéricité
La forme des particules est proche d'une sphère.
modification de la surface
Processus de modification des propriétés de surface des particules par adsorption, réaction, revêtement ou revêtement de modificateurs de surface sur la surface des particules.
modification humide
Processus de modification de surface de matériaux dans une boue avec un certain rapport solide-liquide ou teneur en solides.
Modification à sec
Le processus de modification de surface de matériaux en poudre secs ou séchés.
revêtement physique
Le processus de modification de surface à l’aide de méthodes physiques.
modification mécano-chimique
Le processus de modification de la surface est obtenu à l’aide d’une forte force mécanique lors du processus de concassage.
modification de l'encapsulation
Le processus de modification de surface en recouvrant la surface des particules d’un film homogène et d’une certaine épaisseur.
modification de surface à haute énergie
Le processus de modification de surface par irradiation ou rayonnement.
Agent modificateur de surface
Substances qui modifient la surface des particules.
revêtement de surface
Processus de formation de revêtements inorganiques à la surface des particules.
Équipement de concassage ultrafin de poudre pigmentée
La taille des particules est l'un des indicateurs importants des pigments. Généralement, les particules de pigment doivent avoir une forme physique stable, une taille de particule uniforme et une bonne dispersion, sans agglomération ni précipitation.
Le pigment d'oxyde de fer est un pigment avec une bonne dispersion, une excellente résistance à la lumière et aux intempéries. Il fait principalement référence aux quatre types de pigments colorants oxyde de fer rouge, jaune de fer, noir de fer et brun de fer à base d'oxydes de fer. Parmi eux, l’oxyde de fer rouge est le principal.
Les pigments d'oxyde de fer précipités (humides) sont très fins, mais pendant les processus de filtration et de séchage, en raison de facteurs tels que les forces de Van der Waals, les liaisons hydrogène, les charges, etc., les micro-agrégats s'agrègent en gros agrégats et ne peuvent pas être directement utilisés. dans les revêtements haut de gamme. Pour la coloration, un broyage ultrafin est nécessaire. Le broyage par jet utilise l’énergie d’un flux d’air à grande vitesse ou de vapeur surchauffée pour broyer ultrafinement des matériaux solides. C’est l’une des méthodes de broyage ultrafin les plus couramment utilisées.
À l'heure actuelle, dans l'industrie de production de pigments, la gamme d'applications du concassage par flux d'air devient de plus en plus étendue, ce qui provient principalement des deux facteurs suivants :
Premièrement, la sécurité du concassage mécanique est médiocre, car si du métal dur tombe sur les dents mécaniques rotatives à grande vitesse, il est facile de produire une flamme nue, ce qui est très dangereux dans un atelier de production de pigments poussiéreux, mais le concassage par flux d'air n'a pas cette question;
Deuxièmement, le concassage par flux d’air appartient au concassage ultra-fin. Lors de la production de certains pigments spéciaux, la finesse des pigments doit être plus élevée.
1. pigment d'oxyde de fer
Pendant le processus de filtration et de séchage des pigments d'oxyde de fer, en raison des forces de Van der Waals, des liaisons hydrogène, des charges et d'autres facteurs, les micro-agrégats s'agrègent en gros agrégats, qui ne peuvent pas être désagrégés par une action mécanique générale. En utilisant un broyeur à lit fluidisé ou à jet de type disque pour traiter les pigments d'oxyde de fer, la finesse Hagermann peut atteindre : oxyde de fer rouge 5,5 à 7,0, plus la couleur est foncée, meilleure est la finesse ; oxyde de fer jaune 7,5 ; oxyde de fer noir 7,0 .
Après un concassage ultra-fin, le pigment d'oxyde de fer est dépolymérisé des gros agrégats en petits agrégats. Lors de la production de peinture, il suffit d'un court instant de processus d'agitation à grande vitesse pour atteindre la finesse requise, ce qui permet d'économiser des coûts et la petite taille du pigment. Les granulats sont difficiles à grossir en gros agrégats, garantissant ainsi la qualité de la peinture.
2. pigment de ferrite de manganèse noir résistant aux hautes températures
Les fines particules de pigment de ferrite de manganèse qui ont été recouvertes en surface, modifiées en surface, séchées et pulvérisées sont à nouveau floculées en particules grossières à des degrés divers et ne peuvent pas exercer efficacement les propriétés pigmentaires de la ferrite de manganèse.
Après un traitement en profondeur et un broyage à l'aide d'un broyeur à jet à lit fluidisé ou à disque, la finesse Hagermann du pigment de ferrite de manganèse est d'environ 7 à 7,5. Il a une bonne dispersion et peut faire jouer pleinement ses propriétés optiques et pigmentaires.
3. pigment céramique marron
Le pigment céramique brun est pulvérisé ultrafinement à l’aide d’un broyeur à jet plat. Lorsque la pression de l'air est de 7,5 × 105 Pa et que la vitesse d'alimentation est de 100 kg/h, le produit d50 est de 4,55 μm et la taille maximale des particules est de 9,64 μm.
À l'heure actuelle, les équipements de broyage ultra-fin courants comprennent un broyeur à jet, un broyeur ultra-fin à impact mécanique, un broyeur à boulets d'agitation, un broyeur à sable, un broyeur vibrant, un broyeur colloïdal, un broyeur à jet haute pression, un broyeur à boulets planétaire, un broyeur à rouleaux presseurs et un rouleau annulaire. moulin. etc.
Technologie de production d'hydroxyde de calcium de haute qualité
L'hydroxyde de calcium, communément appelé chaux hydratée, a une formule chimique Ca(OH)2. Généralement sous forme de poudre, il perdra de l'eau et se transformera en oxyde de calcium (chaux vive) à 580°C sous pression normale. L'hydroxyde de calcium est légèrement soluble dans l'eau et sa solubilité diminue à mesure que la température augmente. La solution incolore et transparente obtenue par dissolution dans l'eau est communément appelée eau de chaux claire. Une suspension laiteuse composée d'hydroxyde de calcium et d'eau est appelée lait de chaux.
Processus de production d'hydroxyde de calcium sec : la chaux vive qualifiée est broyée par un concasseur à mâchoires. Il est envoyé dans le silo à chaux via un élévateur à godets et un convoyeur vibrant de type bac. La chaux dans le silo est ajoutée quantitativement au pré-digesteur de chaux hydratée via une alimentation en forme d'étoile, et est initialement digérée sous forte agitation par la tige d'agitation, puis entre dans le digesteur pour terminer le processus de digestion. La chaux digérée est introduite dans le silo de chaux éteinte par l'élévateur de chaux éteinte et le convoyeur à vis d'entrée, puis la chaux éteinte raffinée qualifiée est obtenue par le séparateur d'air en spirale ajoutant des cendres. La chaux éteinte raffinée est déchargée dans le silo de chaux éteinte finie puis conditionnée selon les besoins de l'utilisateur. Au cours de la réaction de digestion sèche, la structure organisationnelle change, ce qui amène le Ca(OH)2 à former une poudre libre, dont le volume augmente jusqu'à 1,5 à 2,0 fois le volume d'origine. Le produit et les matières premières ont une meilleure fluidité, de sorte que le processus de digestion sèche peut être utilisé dans l'eau. La réaction à taux de conversion élevé de la chaux vive peut être obtenue dans des conditions de faible taux de cendres (rapport massique eau/chaux).
Applications de l'hydroxyde de calcium
(1) Matériaux ignifuges
La poudre d'hydroxyde de calcium est largement utilisée comme charge dans les matériaux polymères. L'ajout d'hydroxyde de calcium aux matériaux polymères peut améliorer la stabilité thermique et les propriétés ignifuges des matériaux composites ; l'hydroxyde de calcium est alcalin et peut réagir avec le chlorure d'hydrogène (HCl) libéré lors de la décomposition thermique du PVC, éliminant ainsi la dégradation du PVC par le chlorure d'hydrogène. L'effet autocatalytique du procédé a un certain effet de stabilisation thermique.
(2) Matériaux polymères dégradables
L'hydroxyde de calcium peut être utilisé comme agent auxiliaire pour l'absorption environnementale des plastiques. Il a des effets de déchloration, de fissuration et de dégradation alcaline sur la décomposition des plastiques.
(3) Traitement des eaux usées
Le rôle de l'hydroxyde de calcium dans les eaux usées peut être résumé en quatre aspects : neutraliser les acides libres dans les eaux usées, neutraliser les sels acides dans les eaux usées, réagir avec les ions métalliques pour produire des précipités insolubles dans l'eau et ajuster le pH des eaux usées. valeur.
(4) Désulfurant
Dans le processus de désulfuration humide de l'hydroxyde de calcium et du gypse, les gaz de combustion entrent en contact avec le liquide d'absorption de Ca(OH)2 sur une grande surface, de sorte que le SO2 présent dans les gaz de combustion se dissout dans l'eau et réagit avec la suspension d'hydroxyde de calcium pour former sulfite de calcium, qui est ensuite insufflé. Dans des conditions de grande quantité d'air, le sulfite de calcium est oxydé pour générer du CaS (V2H2O), atteignant ainsi l'objectif de réduction du SO2 dans les gaz de combustion. Dans le processus de désulfuration du calcium, les ions calcium participent en réalité à la fixation du soufre. Le carbonate de calcium, l'oxyde de calcium et l'hydroxyde de calcium peuvent tous être utilisés comme agents de désulfuration.
(5) Soins médicaux et de santé
L'hydroxyde de calcium est utilisé pour la désinfection dans divers endroits, tels que la recherche scientifique, les laboratoires, la médecine, les usines, etc. Il est utilisé depuis longtemps en médecine clinique.
(6) Transformation des aliments
L'ajout d'une certaine quantité d'hydroxyde de calcium de qualité alimentaire au lait en poudre peut non seulement ajuster la valeur du pH du lait en poudre et favoriser la dissolution rapide du lait en poudre dans l'eau, mais également compléter le calcium.
4 points clés pour choisir les modificateurs de surface en poudre
Il existe de nombreux types de modificateurs de surface en poudre sur le marché avec diverses fonctions et bien sûr à des prix différents. Comment choisir le modificateur le plus adapté ?
La pratique a montré que lors de la sélection des variétés de modificateurs de surface, les principales considérations comprennent : les propriétés des matières premières en poudre, le domaine d'utilisation ou d'application du produit, ainsi que la technologie, le prix et la protection de l'environnement.
1. Propriétés des matières premières en poudre
Les propriétés des matières premières en poudre sont principalement l'acide, l'alcalinité, la structure de surface et les groupes fonctionnels, les caractéristiques d'adsorption et de réaction chimique, etc. Les modificateurs de surface qui peuvent réagir chimiquement ou s'adsorber chimiquement avec la surface des particules de poudre doivent être sélectionnés autant que possible, car adsorption physique sur Il est facile de désorber sous forte agitation ou extrusion lors des applications ultérieures.
Par exemple, les surfaces de minéraux silicatés acides tels que le quartz, le feldspath, le mica et le kaolin peuvent se lier à des agents de couplage silane pour former une adsorption chimique plus forte ; cependant, les agents de couplage silane ne peuvent généralement pas se lier aux carbonates alcalins. Les minéraux subissent des réactions chimiques ou une adsorption chimique, tandis que les agents de couplage titanate et aluminate peuvent s'adsorber chimiquement avec les minéraux alcalins carbonates dans certaines conditions et dans une certaine mesure.
2. Utilisation du produit
Le but du produit est la considération la plus importante dans la sélection d’un modificateur de surface. Différents domaines d'application ont des exigences techniques différentes en matière de performances d'application de poudre, telles que la mouillabilité de la surface, la dispersion, la valeur du pH, le pouvoir couvrant, la résistance aux intempéries, la brillance, les propriétés antibactériennes, la protection UV, etc. Cela signifie que la modification de la surface doit être sélectionnée en fonction du but recherché. . Une des raisons de la diversité des agents sexuels.
Par exemple, les poudres inorganiques (charges ou pigments) utilisées dans divers plastiques, caoutchoucs, adhésifs, revêtements huileux ou à base de solvants nécessitent une bonne lipophilie de surface, c'est-à-dire une bonne affinité ou compatibilité avec le matériau de base polymère organique. , qui nécessite la sélection de modificateurs de surface pouvant rendre la surface des poudres inorganiques hydrophobe et oléophile ; pour les pigments inorganiques utilisés dans les ébauches de céramique, ils doivent non seulement avoir une bonne dispersion à l'état sec, mais également une affinité avec les ébauches inorganiques. Bonne compatibilité et peut être uniformément dispersé dans le blanc ; pour les modificateurs de surface des poudres inorganiques (charges ou pigments) utilisés dans les peintures ou revêtements à base d'eau, la stabilité de dispersion et de sédimentation de la poudre modifiée dans la phase aqueuse est requise. Bonne compatibilité.
Pour les modificateurs de surface inorganiques, ils sont principalement sélectionnés en fonction des exigences fonctionnelles des matériaux en poudre dans le domaine d'application. Par exemple, pour que le dioxyde de titane ait une bonne résistance aux intempéries et une bonne stabilité chimique, SiO2 et Al2O3 doivent être utilisés pour le revêtement de surface (film), afin que le pigment muscovite ait un bon effet nacré, il est nécessaire d'utiliser du TiO2 pour le revêtement de surface. (film).
Dans le même temps, différents systèmes d'application comportent des composants différents. Lors de la sélection d'un modificateur de surface, vous devez également prendre en compte la compatibilité et la compatibilité avec les composants du système d'application pour éviter la défaillance fonctionnelle d'autres composants du système due au modificateur de surface.
3. Processus de modification
Le processus de modification est également l'une des considérations importantes dans la sélection des modificateurs de surface, tels que la température, la pression et les facteurs environnementaux. Tous les modificateurs de surface organiques se décomposeront à une certaine température. Par exemple, le point d'ébullition des agents de couplage silane varie entre 100 et 310°C selon le type. Par conséquent, il est préférable de sélectionner un modificateur de surface dont la température de décomposition ou le point d’ébullition est supérieur à la température de traitement de l’application.
Le processus actuel de modification de surface adopte principalement la méthode sèche et la méthode humide. Il n'est pas nécessaire de prendre en compte la solubilité dans l'eau du procédé sec, mais la solubilité dans l'eau du modificateur de surface doit être prise en compte pour le procédé humide, car ce n'est que s'il est soluble dans l'eau qu'il peut entrer entièrement en contact et réagir avec les particules de poudre de manière environnement humide.
Ainsi, pour les modificateurs de surface qui ne sont pas directement solubles dans l'eau et doivent être utilisés en milieu humide, ils doivent être préalablement saponifiés, ammonisés ou émulsionnés afin de pouvoir être dissous et dispersés dans des solutions aqueuses.
4. Prix et facteurs environnementaux
Enfin, lors de la sélection des modificateurs de surface, les facteurs prix et environnementaux doivent également être pris en compte. Dans l'optique de répondre aux exigences de performances de l'application ou d'optimiser les performances de l'application, essayez de choisir des modificateurs de surface moins chers pour réduire le coût de modification de la surface. Dans le même temps, il convient de veiller à sélectionner des modificateurs de surface qui ne polluent pas l'environnement.
5 principaux types de méthodes de modification de surface pour la fibre de carbone
La fibre de carbone (CF), en tant que nouveau type de matériau composite renforcé, a été largement utilisée dans diverses industries et a attiré beaucoup d'attention. Cependant, la surface de la FK est relativement lisse et ne contient aucun groupe actif. La surface de la fibre est chimiquement inerte, de sorte que la fibre a une faible hydrophilie et une mauvaise adhérence à la matrice, et est facile à tomber. Il est donc nécessaire d’améliorer l’interface entre CF et le renfort matriciel.
Jusqu'à présent, les méthodes courantes de modification de surface de la fibre de carbone comprennent principalement la modification du revêtement, la modification du greffage de surface, la modification par oxydation, la modification par plasma et la modification des joints, parmi lesquels le traitement d'oxydation et le traitement de greffage de surface sont les plus populaires. Méthodes. Ces méthodes de modification améliorent la mouillabilité de la fibre, la liaison chimique et le verrouillage mécanique avec la matrice pour former une couche de transition, favorisent une transmission uniforme des contraintes et réduisent la concentration des contraintes.
La surface de la fibre de carbone est lisse, contient peu de groupes actifs et n’adhère pas fermement à la matrice. Dans les applications normales, il est nécessaire d’améliorer le taux d’adhésion. Une méthode consiste à rendre rugueuse la surface lisse de la fibre de carbone par des effets physiques, en créant des rainures ou de petits trous pour augmenter la zone de contact avec le matériau de la matrice. Des polymères ou des nanoparticules peuvent être introduits dans la fibre. Dans les rainures de la surface, la fibre et le polymère peuvent être mécaniquement verrouillés ensemble grâce à la forme rugueuse de la surface de la fibre après durcissement, ce qui entraîne un effet de verrouillage mécanique évident entre la fibre et la matrice, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance de l'interface.
1. Modification du revêtement
La modification du revêtement en fibre de carbone peut couvrir une variété de matériaux, tels que les sels métalliques, les alliages métalliques, les nanomatériaux de carbone, etc., par pulvérisation, dépôt physique ou chimique, polymères, méthodes sol-gel et processus de revêtement. Après revêtement, la surface des CF a des propriétés différentes.
2. Greffe de surface
Le greffage de surface en fibre de carbone est une méthode de modification ascendante et largement étudiée de CF. Par rapport aux méthodes d'oxydation et de revêtement de surface, le greffage de surface peut donner au polymère greffé une meilleure adhérence à la surface CF. Par rayonnement ou réaction chimique, la réaction de greffage est déclenchée à la surface des CF et des polymères avec des groupes fonctionnels sont introduits à la surface des CF, ce qui améliore la résistance de l'interface du matériau composite.
3. Traitement d'oxydation
Le traitement d'oxydation des fibres de carbone est une méthode de modification simple qui augmente non seulement la répartition et la taille des pores sur la surface CF, mais introduit également différentes concentrations de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène, ce qui a un impact significatif sur l'adhésion à l'interface du matériau et l'efficacité d'immobilisation ( C'EST À DIRE). Influence.
4. Traitement plasma
Le traitement au plasma est une méthode de traitement importante et efficace pour une variété de matériaux, y compris les matériaux carbonés. Un plasma d'énergie suffisamment élevée est utilisé pour frapper la surface du CF, provoquant la rupture et la réorganisation des liaisons chimiques sur la surface, améliorant ainsi la structure de surface et les performances de la fibre de carbone pour obtenir une bonne adhérence entre le CF et le matériau de la matrice. Le traitement au plasma présente les avantages d’une opération simple, d’un rendement élevé, d’une protection verte et environnementale.
5. Modification conjointe
Les méthodes de modification unique mentionnées ci-dessus présentent plus ou moins de défauts. Par exemple, le CF modifié par revêtement a une faible adhérence entre le revêtement et le CF, nécessite l'utilisation de solvants pendant le processus de fabrication, a une faible efficacité de préparation et est difficile à produire en continu ; l'investissement dans les équipements de traitement au plasma est coûteux ; dans l'oxydation chimique humide et l'électrolyse Une certaine contamination liquide est inévitable pendant le traitement chimique, et les conditions de modification doivent être contrôlées avec précision dans l'oxydation en phase gazeuse pour empêcher une oxydation excessive de détruire la structure interne du CF, et l'utilisation de nanomatériaux ou de polymères greffés pour modifier la surface des fibres de carbone est complexe.
Par conséquent, lors de la modification de la surface de la fibre de carbone, la modification des joints à l'aide de plusieurs méthodes de modification peut éviter les inconvénients liés à leur utilisation seule et combiner les avantages les uns avec les autres. C'est la direction principale du traitement de modification de surface des fibres de carbone à l'avenir.
Quelles sont les différences entre le talc blanc, le talc noir et l'hydrotalcite ?
À l'heure actuelle, les produits liés au « talc » sur le marché comprennent principalement le talc blanc, le talc noir, l'hydrotalcite, etc. Bien qu'ils soient tous appelés talc, leurs ingrédients, utilisations, prix, etc. sont très différents.
1. Talc blanc
Le talc est un minéral de silicate de magnésium hydraté, que l'on trouve le plus souvent dans le blanc, qui est du talc blanc. Regardez la Chine pour le talc du monde. Le talc blanc fourni sur le marché international provient principalement de Chine. Les avantages du talc chinois ne se reflètent pas seulement dans les réserves et la production, mais surtout dans la qualité extraordinaire du talc blanc, en particulier du talc blanc de haute pureté.
Le talc blanc a une isolation électrique élevée, une isolation thermique, un point de fusion élevé et une forte adsorption de l'huile. Il est largement utilisé dans la fabrication du papier, l’industrie chimique, la médecine, le caoutchouc, la céramique, la peinture, les cosmétiques et d’autres industries.
2. Talc noir
Le talc noir est un minéral argileux silicaté de type 2:1 (T-O-T) riche en magnésium. Il est doux, a une structure feuilletée et un toucher glissant. Il ne contient pas d'eau entre les couches, est inodore et insipide, possède des propriétés chimiques stables, de petites particules et une grande surface spécifique. Le talc noir est gris à noir car il contient du carbone organique. Sa composition chimique, sa composition minérale et l’origine des gisements minéraux sont similaires au talc blanc. Les principaux composants du minerai sont généralement composés de talc, de quartz, de carbone organique, etc.
À l'heure actuelle, la plupart du talc noir est transformé en talc blanc grâce à la technologie de blanchiment, puis utilisé dans l'industrie céramique traditionnelle et dans les charges de base. Les axes de recherche portent principalement sur la technologie de blanchiment à haute efficacité et de traitement ultra-fin.
3. Hydrotalcite
L'hydrotalcite est divisée en hydrotalcite naturelle et hydrotalcite synthétique. Étant donné que l’hydrotalcite naturelle est difficile à extraire et que sa pureté n’est pas élevée, l’offre d’hydrotalcite sur le marché est dominée par l’hydrotalcite synthétique.
Les hydrotalcites synthétiques (LDH) sont une classe de composés anioniques en couches avec de larges perspectives d'application, principalement composés d'hydrotalcite (HT), de type hydrotalcite (HTLC en abrégé) et de leurs produits chimiques d'intercalation constitués d'hydrotalcite à piliers (Pillared LDH).
L'hydrotalcite synthétique est un composé dihydroxy non toxique avec une structure en couches spéciale. Il possède des propriétés physiques et chimiques telles que des propriétés de charge, l'échangeabilité des anions, des propriétés d'adsorption, des propriétés catalytiques, etc. Il a une large gamme d'applications dans le domaine des matériaux en résine polymère. Principalement utilisé comme stabilisant thermique pour la production de chlorure de polyvinyle (PVC) et comme absorbeur d'halogène pour la production de résine polyoléfine.
Les principales catégories de produits finis d'hydrotalcite synthétique comprennent l'hydrotalcite synthétique générale, l'hydrotalcite synthétique hautement transparente et l'hydrotalcite synthétique ignifuge.
6 types de méthodes de modification de la gangue de charbon
Afin de résoudre le problème de l'accumulation de la gangue de charbon, de trouver des moyens d'extraire la valeur d'utilisation supplémentaire de la gangue de charbon et de « transformer au maximum les déchets en trésor », de nombreux chercheurs ont modifié la gangue de charbon pour augmenter son activité, ce qui en fait un matériau. avec divers matériaux respectueux de l'environnement à haute valeur ajoutée, résolvez le problème de la pollution par la gangue de charbon à la racine et atteignez l'objectif de recyclage des déchets et de protection de l'environnement.
À l'heure actuelle, les méthodes de modification de la gangue de charbon comprennent principalement le traitement acide ou alcalin traditionnel, la méthode mécanochimique, la méthode de modification organique de surface, la méthode de modification par calcination, la méthode de modification hydrothermale et la méthode de modification composite.
1. Méthode de modification mécanique
Le meulage mécanique est une méthode physique courante pour modifier les matériaux. Le broyage de la gangue de charbon augmentera sa surface spécifique et améliorera ainsi l'activité d'adsorption des particules solides. Cela modifiera également la structure cristalline et la taille des particules cristallines de la gangue de charbon, et les matières premières sont en place. Lorsque les particules sont raffinées, une micro-homogénéisation est obtenue et la réactivité sera grandement améliorée.
2. Méthode de modification acide ou alcaline
La modification acide consiste à dissoudre les ions métalliques solubles dans l'acide tels que Al, Fe et Ca dans la gangue de charbon par lixiviation acide, à améliorer la distribution de la taille des pores, le nombre de trous et la surface spécifique à l'intérieur de la gangue de charbon, et à modifier la structure cristalline. et propriétés de surface de la gangue du charbon ; De plus, la modification acide peut également augmenter les sites actifs de la gangue de charbon pour renforcer ses performances d'adsorption.
3. Méthode de modification organique de surface
La modification de surface de la gangue de charbon fait référence au greffage d'une couche de modificateurs organiques sur la surface de la gangue de charbon par des méthodes chimiques ou physiques pour modifier la charge de surface, l'hydrophilie, la dispersion et d'autres propriétés de la gangue de charbon, et effectuer une modification et une activation pour donner à la gangue de charbon son propriétés uniques. Les caractéristiques d'adsorption améliorent la capacité de réparation et d'activation de la gangue de charbon et élargissent le champ d'application de la gangue de charbon.
4. Méthode de modification de la calcination
La modification par calcination fait référence au processus de transformation de la kaolinite à faible activité de surface dans la gangue de charbon en métakaolinite hautement active par grillage à haute température. La porosité et la structure cristalline de la gangue de charbon peuvent être modifiées par calcination. Le degré de modification de la calcination de la gangue de charbon est principalement affecté par la température et la durée de calcination. La différence entre ces deux facteurs principaux entraînera des phases différentes du kaolin dans la gangue du charbon. Les changements entraîneront des différences de performances dans la gangue de charbon modifié calciné.
5. Méthode de modification hydrothermale
La gangue de charbon modifiée hydrothermique fait référence à un certain degré de modification physique ou chimique de la gangue de charbon sous une certaine température et pression pour obtenir un matériau plus complet. En particulier, la méthode hydrothermale supercritique possède de nombreuses propriétés uniques. Cela peut non seulement améliorer la réactivité de la gangue de charbon, mais également modifier dans une certaine mesure la structure interne de la gangue de charbon. Lorsqu'il est utilisé pour préparer des tamis moléculaires zéolitiques, il peut obtenir une propreté élevée et une forme cristalline complète. Nouveaux matériaux.
6. Méthode de modification du composé
La modification composite repose généralement sur une modification thermique, utilisant une modification mécanique ou une modification chimique pour stimuler l'activité de la gangue de charbon. La modification composite peut intégrer dans une certaine mesure les avantages d'une méthode de modification unique, compenser ses défauts inhérents et produire des effets synergiques. Les performances globales de la gangue de charbon modifiée composite sont évidemment meilleures que celles de la gangue de charbon modifiée par un seul procédé, et elle peut également répondre à divers besoins. Besoins industriels. De plus, le procédé composite peut grandement améliorer l'efficacité d'activation de la gangue de charbon, obtenir des matériaux composites de gangue de charbon avec de meilleures performances et promouvoir l'utilisation efficace des ressources minérales dans la gangue de charbon, de sorte qu'il est largement utilisé.