5 grands types de méthodes de modification de surface de la silice
À l’heure actuelle, la production industrielle de silice repose principalement sur la méthode de précipitation. La surface de la silice produite contient un grand nombre de groupes polaires tels que des groupes hydroxyle, ce qui facilite l'absorption des molécules d'eau, a une mauvaise dispersion et est sujette à une agrégation secondaire. problèmes, affectant ainsi l’effet d’application industrielle de la silice. Par conséquent, la plupart des silices nécessitent un traitement de modification de surface avant leur application industrielle afin d’améliorer leurs performances en matière d’application industrielle.
À ce stade, la modification chimique de la surface de la silice comprend principalement la modification du greffage de surface, la modification de l'agent de couplage, la modification du liquide ionique, la modification de l'interface macromoléculaire et la modification combinée, etc. Bien que chaque processus de modification ait ses propres avantages. et caractéristiques, mais actuellement dans les applications industrielles, il repose principalement sur la modification d'un agent de couplage.
1. Modification de la greffe de surface en noir de carbone blanc
Le principe de la méthode de modification de greffage de surface est de greffer un polymère macromoléculaire ayant les mêmes propriétés que le polymère matriciel (comme le caoutchouc) sur la surface de la silice par greffage chimique. D’une part, cela peut améliorer l’interaction entre les particules et la matrice. Et changer la polarité de la surface des particules, d’un autre côté, cela peut également améliorer la dispersion de la silice elle-même. Il convient au greffage de polymères de poids moléculaires plus petits. Les conditions de greffage de polymères de poids moléculaires plus élevés sont difficiles.
2. Modification de l'agent de couplage de silice
Le principe de la modification de l'agent de couplage consiste à utiliser certains groupes fonctionnels sur l'agent de couplage pour réagir chimiquement avec les groupes hydroxyles à la surface du noir de silice, modifiant ainsi la structure et la répartition des groupes sur la surface du noir de silice pour améliorer la compatibilité avec la matrice. et sa propre dispersion. La modification de l'agent de couplage présente les avantages d'un bon effet de modification et d'une contrôlabilité élevée de la réaction, et constitue actuellement l'une des méthodes de modification les plus largement utilisées.
3. Modification du liquide ionique noir de silice
Les liquides ioniques, également appelés liquides ioniques à température ambiante, sont des sels fondus composés de cations organiques et d'anions organiques ou inorganiques, liquides en dessous de 100°C. La modification par liquide ionique utilise des modificateurs de liquide ionique au lieu des modificateurs de phase organique traditionnels pour modifier la silice. Par rapport aux modificateurs de phase organique traditionnels, les phases liquides ioniques sont liquides à température ambiante, ont une forte conductivité et une grande stabilité. Il présente les avantages d'une bonne solubilité, d'une non-volatilité et d'une faible pollution, ce qui est plus conforme aux exigences de la production verte, mais l'effet de modification est médiocre.
4. Modification de l'interface des macromolécules de noir de carbone blanc
Le modificateur utilisé dans la modification de l'interface macromoléculaire est un polymère macromoléculaire contenant des groupes polaires. Au cours de la réaction de modification avec des particules de silice, le squelette moléculaire du modificateur d'interface macromoléculaire peut être introduit dans Il comporte des groupes époxy plus polaires tout en conservant la structure de base de la chaîne principale, améliorant ainsi la compatibilité entre les particules de silice et la matrice et obtenant une meilleure modification de l'interface. effet. Ce procédé peut renforcer de manière synergique la matrice avec l'agent de couplage, mais l'effet de renforcement est faible lorsqu'il est utilisé seul.
5. Noir de carbone blanc combiné à une modification
La modification combinée consiste à modifier la combinaison de silice et d'autres matériaux, combinant leurs avantages respectifs pour améliorer les performances globales des produits en caoutchouc. Cette méthode peut combiner les avantages de deux modificateurs pour améliorer les performances globales de la matrice, mais l'effet de modification est étroitement lié au rapport du modificateur.
Par exemple, le noir de carbone et la silice sont tous deux de bons agents de renforcement dans l’industrie du caoutchouc. Le noir de carbone est l’un des agents de renforcement les plus couramment utilisés dans l’industrie du caoutchouc. La structure spéciale du noir de carbone peut améliorer la résistance à la traction et à la déchirure des matériaux en caoutchouc et améliorer sa résistance à l'usure, sa résistance au froid et d'autres propriétés ; en tant qu'agent de renforcement, le noir de carbone blanc peut améliorer considérablement la résistance au roulement et la résistance au glissement sur sol mouillé des produits en caoutchouc, mais son effet à lui seul n'est pas aussi bon que le noir de carbone. Un grand nombre d’études ont montré que l’utilisation du noir de carbone et de la silice comme agents de renforcement peut combiner les avantages des deux pour améliorer les performances globales des produits en caoutchouc.
Caractéristiques et utilisations économiques du minéral de dolomite
Le cristal de dolomite est un minéral carbonaté du système cristallin trigonal. Sa composition chimique est CaMg(CO3)2, souvent avec du fer, du manganèse et d'autres isomorphes similaires (au lieu du magnésium). Lorsque le nombre d’atomes de fer ou de manganèse dépasse celui du magnésium, on parle d’ankérite ou de dolomite de manganèse. Système cristallin trigonal, le cristal est rhomboédrique, la face du cristal est souvent courbée en forme de selle et les cristaux jumeaux laminés sont courants. Les granulats sont généralement granulaires. Il est blanc lorsqu'il est pur ; gris lorsqu'il contient du fer ; brun après vieillissement. Lustre en verre. C'est le principal minéral qui compose la dolomite. La dolomite provenant de la sédimentation marine est souvent interstratifiée avec des couches de sidérite et des couches de calcaire. Dans les sédiments lacustres, la dolomite coexiste avec le gypse, l'anhydrite, l'halite, l'halite de potassium, etc.
Le mot Dolomite est principalement utilisé pour commémorer DOLOMIEU (1750~1843), un chimiste français. La dolomite est un système cristallin trigonal avec une composition chimique de CaMg(CO3)2. C'est principalement un minéral composé de carbonate de calcium et de carbonate de magnésium (le rapport CaCO3/MgCO3 est d'environ 1:1). Il présente un clivage complet et une cristallisation rhomboédrique. . Les couleurs sont principalement blanches, grises, couleur chair, incolores, vertes, brunes, noires, rose foncé, etc., transparentes à translucides, avec éclat de verre, dureté 3,5-4, densité 2,85-2,9. Je me souviens que lorsque je sortais à Hualien pendant mes années d'université, je n'arrivais toujours pas à comprendre comment faire la distinction entre la dolomite et le marbre sur la plage. Si vous avez un bidon d’acide chlorhydrique dilué froid à proximité, vous pouvez faire l’affaire. La dolomite massive n'est pas sujette aux bulles lorsqu'elle est exposée à de l'acide chlorhydrique dilué à froid, tandis que le marbre émettra immédiatement de nombreuses petites bulles.
La dolomite peut être utilisée comme couche interne réfractaire des fours de reformage utilisés dans la fabrication de l'acier, des agents formant des scories, des matières premières de ciment, des flux de verre, des fours, des engrais, des pierres de construction et décoratives, des peintures, des pesticides et des médicaments, etc. les domaines des matériaux de construction, de la céramique, du verre et des matériaux réfractaires, de l'industrie chimique, de l'agriculture, de la protection de l'environnement, des économies d'énergie et d'autres domaines.
Les briques de dolomite sont des produits réfractaires constitués de sable de dolomie calciné. Il contient généralement plus de 40 % d'oxyde de calcium (CaO), plus de 35 % d'oxyde de magnésium (MgO) et contient également une petite quantité d'oxyde de silicium (SiO2), d'oxyde d'aluminium (Al2O3), d'oxyde ferrique (Fe2O3) et d'autres impuretés. Le rapport CaO/MgO de la dolomite naturelle fluctue considérablement. Si le rapport CaO/MgO dans la brique est inférieur à 1,39, on parle de brique de dolomite magnésienne. Selon le processus de production, les briques de dolomite peuvent être divisées en : briques non brûlées combinées à du goudron (asphalte), briques légèrement brûlées immergées dans l'huile et briques cuites immergées dans l'huile. Les briques de dolomite contiennent du CaO libre, qui est sujet à l'hydratation et à la fissuration dans l'air et ne convient pas au stockage à long terme.
Le revêtement du convertisseur chinois utilise principalement des briques de dolomite liées au goudron et des briques de dolomite de magnésie liées au goudron. Certaines usines utilisent des briques de dolomite de magnésie imprégnées d'huile légèrement brûlées et imprégnées d'huile dans les parties vulnérables. Les transformateurs de pays comme l'Europe occidentale et le Japon utilisent principalement du goudron combiné à des briques de dolomite imprégnées d'huile, traitées thermiquement et cuites, ainsi qu'à des briques de dolomite de magnésie. En outre, des briques de dolomite magnésienne imprégnées de pétrole sont également utilisées comme revêtement extérieur pour certains fours de raffinage externes.
Broyage et modification de poudre de mica ultrafine
Avec le développement de l'industrie, les sociétés d'application en aval ont des exigences de plus en plus élevées en matière de qualité de la poudre de mica. Actuellement, la poudre de muscovite avec un D90 d'environ 45 μm est principalement utilisée dans la fabrication du papier, la peinture au latex, le caoutchouc et d'autres industries, tandis que les revêtements haut de gamme, le mica nacré et d'autres produits sont la taille des particules de la poudre de mica a mis en avant des exigences plus élevées, et la préparation de poudre de mica ultra-fine de niveau micro-nano est urgente.
Pendant le processus de broyage, la muscovite peut encore être étroitement combinée le long de la surface fraîche après le clivage intercouche. C'est l'un des minéraux les plus difficiles à broyer. Actuellement, la poudre ultrafine de muscovite de niveau micro-nano est difficile à préparer à l’aide d’un équipement de broyage conventionnel. De nombreux fabricants nationaux de mica extraient de la muscovite de haute qualité et la broient simplement grossièrement pour l'exportation. D'autres seront transformés en produits de muscovite avec une granulométrie D90 d'environ 45 μm ou même plus grossière, ce qui entraînera un gaspillage de ressources et réduira la compétitivité du produit.
Préparation de broyage ultrafin de mica
À l'heure actuelle, le processus de broyage ultra-fin du mica est divisé en deux méthodes de broyage : la méthode sèche et la méthode humide. Parmi eux : les principaux équipements pour le broyage ultra-fin à sec comprennent un broyeur à percussion mécanique à grande vitesse, un broyeur à flux d'air, une rectifieuse autogène à cyclone ou à flux cyclonique, etc. et le classificateur de flux d'air sec correspondant ; l'équipement de production pour le broyage humide de la poudre de séricite comprend un broyeur à sable, une rectifieuse, etc. Les machines à floconner et les broyeurs colloïdaux sont les principaux, tandis que la classification fine par voie humide utilise la technologie de classification par hydrocyclone.
Le broyeur à rouleaux planétaires à grande vitesse peut effectuer efficacement le broyage sec et humide du mica. Le diamètre médian des particules après broyage peut atteindre 10 µm ou moins ; le mica reste dans le broyage pendant très peu de temps, généralement 5 à 10 secondes. ; En ajustant la structure du rouleau, une poudre de mica avec le rapport diamètre-épaisseur requis peut être obtenue. Dans des conditions de broyage humide, la poudre de mica peut obtenir un rapport diamètre-épaisseur compris entre 20 et 60.
Le broyeur adopte un support de broyage spécial, qui a un bon effet d'application dans le pelage ultra-fin de la poudre de mica sans endommager la surface du mica, et peut rendre le rapport diamètre-épaisseur de la poudre de mica > 60.
Revêtement ou modification de surface en poudre de mica
Le revêtement de surface ou la modification de la poudre de mica peut préparer des pigments de mica nacré et de mica coloré pour améliorer leurs propriétés correspondantes dans des matériaux tels que le caoutchouc et les revêtements. Il existe également de nombreuses études connexes.
Le mica est enduit en surface pour préparer du mica nacré et des pigments de mica colorés. Actuellement, la méthode de dépôt en phase liquide est principalement utilisée. Les méthodes courantes incluent l'addition d'alcalis, l'hydrolyse thermique, le tamponnage, etc. Les sources de titane d'agent de revêtement couramment utilisées dans l'industrie sont le tétrachlorure de titane et le sulfate de titane.
Application de poudre de mica
La poudre de mica peut être utilisée dans des domaines tels que les matériaux d'isolation électrique, les charges de revêtement fonctionnel, les charges de caoutchouc, les charges plastiques, les cosmétiques et les matériaux de soudage.
Utilisation de céramiques de nitrure de silicium comme matière première pour les fonds de panier de téléphones portables
Alors que la technologie des smartphones continue de se développer et que la concurrence s'intensifie, les fabricants de téléphones mobiles ont lancé diverses nouvelles conceptions et innovations pour attirer davantage de consommateurs, et les fonds de panier en céramique sont l'une des astuces. Son émergence a commencé en 2012 lorsque Sharp a lancé un smartphone doté d'un fond de panier en céramique. Cependant, en raison de problèmes techniques et de coûts, les fonds de panier en céramique n'étaient alors utilisés que par quelques marques haut de gamme. Cependant, avec le développement de la technologie de traitement, la gamme d'applications des fonds de panier en céramique devient de plus en plus large.
Dans le domaine des backsheets en céramique, les protagonistes sont presque toutes les céramiques de zircone, mais récemment les chercheurs semblent avoir commencé à réfléchir au nitrure de silicium. Comparé à la zircone, le nitrure de silicium est considéré par les chercheurs comme un matériau supérieur et prometteur pour le fond de panier de téléphones portables, en particulier les céramiques de nitrure de silicium renforcées par des moustaches. Les raisons sont les suivantes:
image
(1) Les céramiques de nitrure de silicium ont une résistance aux chocs plus élevée, ne se cassent pas facilement, ne sont pas facilement endommagées pendant l'usinage et ont un rendement plus élevé ;
(2) La céramique de nitrure de silicium a une conductivité thermique élevée, qui est plus de 10 fois supérieure à celle de la céramique de zircone, et il est plus facile de dissiper la chaleur. Par conséquent, la chaleur générée lorsque le téléphone mobile fonctionne à grande vitesse ou lorsque la batterie se charge et se décharge est facile à dissiper, ce qui est bénéfique pour le fonctionnement normal du téléphone mobile. Éviter les ralentissements et autres phénomènes ;
(3) La perte diélectrique de la céramique de nitrure de silicium est inférieure de deux ordres de grandeur à celle de la zircone, ce qui la rend plus transparente aux signaux des téléphones mobiles et facilite la communication fluide dans des environnements avec des signaux faibles ;
(4) La céramique de nitrure de silicium a une dureté plus élevée et une densité inférieure à celle de la zircone, ce qui peut réduire efficacement la qualité du fuselage, et son coût est proche de celui de la zircone ;
(5) La céramique de nitrure de silicium est une céramique incolore, relativement facile à colorer et ayant un bon effet colorant. Il a également une texture semblable à celle du jade et peut être utilisé, par exemple, dans les boîtiers de téléphones portables de milieu à haut de gamme.
Par conséquent, l'utilisation de matériaux céramiques de nitrure de silicium comme matériaux de fond de panier de téléphone portable pour dispositifs de communication peut, dans une certaine mesure, compenser les défauts des matériaux de fond de panier de téléphone portable en zircone actuels et présente certaines perspectives.
Bien qu'il n'existe pas beaucoup de rapports sur les matériaux de fond de panier de téléphones portables en nitrure de silicium, il est utilisé depuis longtemps comme céramique structurelle et a pleinement prouvé sa stabilité d'application et sa fiabilité dans des environnements difficiles tels que les moteurs d'automobile. Si le nitrure de silicium est utilisé comme nouveau matériau de fond de panier de téléphone portable, il possède non seulement les mêmes excellentes propriétés mécaniques que la zircone, mais présente également les avantages d'une bonne texture, d'un poids léger et de signaux plus sensibles. Il s'agit d'un nouveau matériau de fond de panier de téléphone portable avec un grand potentiel.
À l'heure actuelle, la clé de la percée réside dans la manière d'optimiser le processus pour fabriquer des céramiques Si3N4 non seulement faciles à dissiper la chaleur et riches en couleurs, mais également le processus de préparation peut être simple et fiable, et le coût devient acceptable. Si les difficultés ci-dessus peuvent être surmontées, peut-être un jour dans le futur nous pourrons voir Si3N4 sur les fonds de panier de smartphones et les appareils portables intelligents.
7 Application majeure de la poudre de talc ultrafine
La nature de la poudre de talc ultrafine est qu’il s’agit d’un minéral naturel de silicate de magnésium hydraté. Il est inerte vis-à-vis de la plupart des réactifs chimiques et ne se décompose pas au contact des acides. C'est un mauvais conducteur d'électricité, une faible conductivité thermique et une résistance élevée aux chocs thermiques. Il peut être chauffé lorsqu'il est chauffé. Il ne se décompose pas même à des températures élevées de 900°C. Ces excellentes propriétés du talc en font un bon agent de remplissage. Aujourd’hui, nous allons trier les domaines d’application de la poudre de talc ultrafine.
Application de poudre de talc dans l'industrie du revêtement
Parce que le talc possède d'excellentes propriétés physiques et chimiques telles que le pouvoir lubrifiant, l'anti-adhérence, l'aide à l'écoulement, la résistance au feu, la résistance aux acides, l'isolation, le point de fusion élevé, l'inactivité chimique, un bon pouvoir couvrant, la douceur, un bon brillant et une forte adsorption.
En tant que charge, l'application de poudre de talc dans les revêtements se traduit principalement par :
1. Blancheur élevée, taille de particule uniforme et forte dispersion ;
2. Peut servir de squelette ;
3. Réduire les coûts de fabrication ;
4. Améliorer la dureté du film de la peinture ;
5. Cela peut augmenter la stabilité de la forme du produit ;
6. Augmentez la résistance à la traction, la résistance au cisaillement, la résistance à la flexion et la résistance à la pression, et réduisez la déformation, l'allongement et le coefficient de dilatation thermique.
Application de la poudre de talc dans l'industrie du plastique
◆ Application en résine polypropylène
Le talc est couramment utilisé pour remplir le polypropylène. La poudre de talc a les caractéristiques d'une structure lamellaire, de sorte que la poudre de talc avec une granulométrie plus fine peut être utilisée comme charge renforçante pour le polypropylène.
◆ Application en résine polyéthylène
Le talc est du silicate de magnésium naturel. Sa structure unique à micro-échelle présente une certaine résistance à l'eau et une inertie chimique élevée, elle présente donc une bonne résistance chimique et des propriétés de glissement. Le polyéthylène rempli peut être utilisé comme plastique technique. Il présente une bonne résistance chimique et une bonne fluidité et peut rivaliser avec l'ABS, le nylon et le polycarbonate.
◆ Application en résine ABS
La résine ABS est un polymère amorphe avec une excellente aptitude au moulage comme le polystyrène ; il a une bonne résistance aux chocs, une résistance aux basses températures, une résistance à la traction élevée et une bonne résistance au fluage.
Application de poudre de talc dans l’industrie de préparation
◆ Utilisé comme dispersant pour les huiles volatiles
La poudre de talc a une certaine capacité d'adsorption, elle peut donc adsorber l'huile volatile à la surface de ses particules et la disperser uniformément, augmentant ainsi la zone de contact entre l'huile volatile et le médicament liquide, augmentant ainsi la solubilité de l'huile volatile.
◆ Recouvert d'une couche de revêtement en poudre
Dans l'enrobage de sucre, de la poudre de talc peut être utilisée pour recouvrir la couche de revêtement en poudre. La poudre de talc blanc qui passe à travers un tamis de 100 mailles convient.
◆ Utilisé comme lubrifiant
Étant donné que le talc a une structure en couches qui se brise facilement en écailles, il peut être utilisé comme lubrifiant pour améliorer l’aptitude au moulage par compression et la fluidité des poudres pharmaceutiques.
◆ Utilisé comme adjuvant de filtration
La poudre de talc ne réagit pas facilement avec les médicaments et possède une certaine capacité d'adsorption, elle peut donc être utilisée comme aide au filtrage.
Application de poudre de talc comme excipients pharmaceutiques
◆ Utilisé comme désintégrant pour les médicaments hydrophobes
La poudre de talc est une substance hydrophile. Lorsqu'il est ajouté comme excipient à un médicament, il peut améliorer le caractère hydrophile de l'ensemble du médicament, facilitant ainsi la pénétration de l'eau dans le médicament et sa désintégration.
◆ Utilisé comme agent anti-adhésif
Le problème d'adhésivité est un problème courant dans le processus de revêtement. Cela entraînera une vitesse de revêtement lente, un cycle de production plus long, un collage des granulés, une réduction du rendement, des dommages au film, affectant la libération du médicament et d'autres problèmes.
◆ Augmenter l'humidité relative critique des médicaments
Application de poudre de talc dans l'industrie papetière
L'ajout de talc dans l'industrie papetière contribue à augmenter la rétention des charges et à améliorer la transparence, le lissé et l'imprimabilité du papier, et rend le papier plus absorbant l'encre.
Application de la poudre de talc dans l’industrie cosmétique
La poudre de talc est un agent de remplissage de haute qualité dans l'industrie cosmétique. En raison de sa teneur élevée en silicium, il peut bloquer les rayons infrarouges et améliorer la protection solaire et les propriétés anti-infrarouges des cosmétiques.
Application de poudre de talc dans l'industrie céramique
Dans l’industrie céramique, le talc joue un rôle important. La raison des différentes couleurs des céramiques est que du talc y est ajouté. Différentes proportions et différents ingrédients peuvent faire en sorte que la céramique affiche des couleurs différentes, et en même temps, ils peuvent également faire en sorte que la céramique affiche des couleurs différentes. Après calcination de la céramique, la densité est uniforme, la surface est lisse et la brillance est bonne.
Application de poudre de talc dans l'industrie textile
La poudre de talc ultra finement moulue est souvent utilisée comme agent de remplissage et de blanchiment dans certains textiles, tels que les tissus imperméables, les tissus ignifuges, les sacs de farine de blé, les cordes en nylon, etc., ce qui peut améliorer la densité du tissu et améliorer la chaleur et l'acide et résistance aux alcalis. performance.
Application de la technologie des poudres ultrafines pour développer des ressources comestibles
Avec le développement de la technologie moderne, le processus a imposé des exigences de plus en plus élevées en matière de granulométrie de la poudre. De nombreux matériaux doivent être broyés à un niveau submicronique ou nanométrique, ce qui ne peut pas être obtenu par la technologie et l'équipement de concassage traditionnels. La technologie des poudres ultrafines est développée sur cette base et implique la préparation et l’application de poudres ultrafines et de nouvelles technologies associées. Son contenu de recherche comprend la technologie de préparation de poudres ultrafines, la technologie de classification, la technologie de séparation et la technologie de séchage. , transportant la technologie de mélange et d'homogénéisation, la technologie de modification de surface, la technologie de composite de particules, la technologie de détection et d'application, etc.
Avec la réduction des terres, la nourriture deviendra une denrée rare au siècle prochain, et le développement de nouvelles sources de nourriture constitue un problème sérieux auquel l’humanité est confrontée. La technologie des poudres ultrafines peut briser les parois cellulaires, améliorer le goût et améliorer la digestion et l'absorption, améliorant ainsi la biodisponibilité des ressources comestibles et favorisant l'absorption par le corps des parties non comestibles des animaux et des plantes. C’est pourquoi il est largement utilisé dans l’industrie alimentaire. A été très largement utilisé.
1 Transformation des céréales
Au cours du processus de mouture ultrafine de la farine, les liaisons glycosidiques peuvent être rompues et facilement hydrolysées par l'α-amylase, ce qui est bénéfique pour la fermentation. À mesure que les particules de farine deviennent plus petites, leur surface augmente, ce qui améliore l'adsorption, l'activité chimique, la solubilité et la dispersibilité du matériau, provoquant ainsi des modifications des propriétés physiques et chimiques macroscopiques de la farine. Wu Xuehui et coll. a proposé que de la farine de différentes tailles de particules puisse être utilisée pour obtenir de la farine avec différentes teneurs en protéines afin de répondre aux besoins de différents produits. Le goût, l'absorption et le taux d'utilisation de la farine traitée par poudre ultra-fine sont considérablement améliorés. De la poudre de son de blé, de la poudre micronique de soja, etc. sont ajoutées à la farine pour transformer une farine de qualité inférieure en farine riche en fibres ou en protéines.
2 Transformation en profondeur des produits agricoles et secondaires
Ces dernières années, les aliments verts à base de plantes sont devenus un sujet de préoccupation dans le monde entier, et les aliments comestibles à base de plantes constituent des ressources importantes pour la survie humaine. Cette situation peut être améliorée en utilisant la technologie des poudres ultrafines. Par exemple, la première étape du traitement en profondeur des tiges et des fruits de plantes comestibles consiste à contrôler la finesse du broyage afin d'obtenir différents degrés de rupture des parois cellulaires et de séparation des composants.
3 Aliments santé fonctionnels
D'une manière générale, les moyens de haute technologie de concassage ultrafin sont utilisés pour broyer les matières premières des aliments santé en produits ultrafins d'une granulométrie inférieure à 10 μm, appelés aliments santé ultrafins. Il a une grande surface spécifique et une grande porosité, il a donc une forte adsorption et une activité élevée. Après un traitement ultra-fin des aliments, les nutriments contenus dans les aliments qui sont indispensables au corps humain mais difficiles à manger peuvent être entièrement absorbés par le corps humain, maximisant ainsi la biodisponibilité et l'efficacité des soins de santé des aliments.
4 Transformation des produits aquatiques
La poudre ultrafine traitée par broyage ultrafin de spiruline, de varech, de perles, de tortues, de cartilage de requin, etc. présente des avantages uniques. La méthode traditionnelle de traitement de la poudre de perle est le broyage à boulets pendant plus de dix heures et la taille des particules atteint plusieurs centaines de mailles. Cependant, si les perles sont instantanément broyées à basse température d'environ -67°C et dans des conditions strictes de flux d'air de purification, une poudre de perle ultrafine avec une taille de particule moyenne de 1,0 μm et un D97 inférieur à 1,73 μm peut être obtenue. De plus, l’ensemble du processus de production est sans pollution. Par rapport aux méthodes traditionnelles de traitement de la poudre de perle, les ingrédients actifs des perles sont entièrement conservés et leur teneur en calcium atteint 42 %. Il peut être utilisé comme régime médicinal ou comme additif alimentaire pour préparer des aliments nutritifs complétant le calcium.
La technologie des poudres ultrafines est largement utilisée dans l’industrie alimentaire et joue un rôle très important dans le développement de nouvelles ressources comestibles et dans l’amélioration de la qualité des produits.
La différence entre la poudre de quartz, la poudre de silice, la poudre de microsilice et le noir de carbone blanc
La poudre de quartz et la poudre de silice font toutes deux référence à la poudre cristalline de SiO2. En termes simples, elles brisent les pierres en poudre. La poudre de quartz est relativement grossière, tandis que la poudre de silice est relativement fine. La poudre de quartz est une poudre obtenue en broyant du minerai brut de quartz à travers différents équipements de traitement. La poudre de microsilice est une poudre ultra-fine obtenue par broyage d'un minerai de quartz ayant atteint une certaine pureté, ou une poudre fine de silice obtenue par voie chimique. Cependant, leurs propriétés physiques, leur composition chimique et leurs domaines d'application sont différents.
La fumée de microsilice est un sous-produit industriel, également appelé fumée de silice. Grâce à la collecte de fumée des usines de fusion et d'incinération, on trouve de fines poussières contenant une forte teneur en silice.
Différences de propriétés entre la poudre de silice et la poudre de quartz
1. Propriétés physiques de la poudre de silice et de la poudre de quartz
La poudre de microsilice et la poudre de quartz sont toutes deux des poudres fines et leurs particules sont très petites, généralement inférieures à 1 micron. Cependant, leurs propriétés physiques diffèrent. La poudre de microsilice est généralement légère, lâche et de faible densité ; la poudre de quartz est relativement dense. et de haute densité.
2. Composition chimique de la poudre de silice et de la poudre de quartz
La microsilice et la poudre de quartz sont également chimiquement différentes. La poudre de silice est un type de silice (SiO2). Sa structure cristalline est similaire à celle du quartz, mais en raison de sa petite taille, il s'agit généralement d'une structure amorphe avec de nombreux groupes actifs à la surface. la poudre est obtenue en écrasant et en broyant finement de gros minéraux de quartz cristallins, et sa composition chimique est SiO2.
3. Domaines d'application de la poudre de silice et de la poudre de quartz
La poudre de microsilice et la poudre de quartz sont largement utilisées dans l'industrie, mais leurs domaines d'application sont différents. La poudre de microsilice est généralement utilisée dans l'électronique, l'optique, la céramique, les cosmétiques, les revêtements, les plastiques et d'autres domaines. Elle est principalement utilisée pour augmenter la stabilité des matériaux, réduire les coûts des matériaux et améliorer les performances de traitement des matériaux.La poudre de quartz est principalement utilisée dans le verre, la céramique, le ciment, les matériaux de construction, la pulvérisation de surfaces métalliques et d'autres domaines.Sa dureté élevée et sa stabilité chimique en font un composant important de nombreux matériaux fonctionnels.
L'effet des minéraux courants sur la modification du remplissage plastique
La modification de remplissage des plastiques fait référence à un type de technologie composite qui ajoute des charges à faible coût à la résine pour réduire le coût des produits polymères. Son objectif premier est souvent de réduire les coûts. Mais puisqu'il s'agit d'une modification de remplissage, il est également possible d'améliorer certaines propriétés après remplissage.
Dans les thermoplastiques, le remplissage peut améliorer la résistance thermique, la rigidité, la dureté, la stabilité dimensionnelle, la résistance au fluage, la résistance à l'usure, l'ignifugation, l'élimination de la fumée et la dégradabilité des produits composites, et réduire le taux de retrait au moulage pour améliorer la précision du produit ; dans les plastiques thermodurcissables, outre les améliorations de performances mentionnées ci-dessus, certaines résines sont des matériaux de renforcement essentiels lors de la transformation, comme les résines insaturées, les résines phénoliques et les résines aminées, qui doivent toutes être remplies et renforcées.
Propriétés de modification courantes des charges
① Améliorer la rigidité des matériaux composites : cela se reflète spécifiquement dans les indicateurs de performance tels que la résistance à la flexion, le module de flexion et la dureté. Plus la teneur en silice de la charge est élevée, plus l'effet de modification de la rigidité sera évident. L'ordre de modification de la rigidité des différentes charges est silice (augmentation de 120 %) > mica (augmentation de 100 %) > wollastonite (augmentation de 80 %) > sulfate de baryum (augmentation de 60 %) > talc (augmentation de 50 %) > Carbonate de calcium lourd (augmenté de 30 %) > carbonate de calcium léger (augmenté de 20 %).
② Améliorer la stabilité dimensionnelle des matériaux composites : cela se reflète spécifiquement dans la réduction du retrait, la réduction du gauchissement, la réduction du coefficient de dilatation linéaire, la réduction du fluage et l'augmentation de l'isotropie. L'ordre des effets de stabilité dimensionnelle est le suivant : charges sphériques > charges granulaires > charges feuilletées > charge fibreuse.
③Améliorer la résistance thermique des matériaux composites : l'indice de performance spécifique est la température de déformation thermique. Par exemple, la température de déformation thermique augmente avec l’augmentation de la teneur en poudre de talc.
④ Améliorer la stabilité thermique des matériaux composites : les poudres inorganiques peuvent absorber et favoriser les substances à analyser à des degrés divers, dégradant ainsi le degré de décomposition thermique. De plus, les charges inorganiques peuvent également améliorer la résistance à l’usure et la dureté des matériaux composites.
Propriétés modifiées spéciales des charges
La raison pour laquelle on parle de propriétés de modification spéciales des charges est que certaines charges ont et d'autres n'ont pas ces fonctions de modification. La même charge peut ou non avoir des fonctions modificatrices dans des conditions différentes.
① Améliorer les propriétés de traction et d'impact des matériaux composites : La poudre inorganique ne peut pas toujours améliorer les propriétés de traction et d'impact des matériaux composites. Elle ne peut être améliorée que lorsque des conditions spéciales sont remplies, et l’amélioration n’est pas importante. Une fois que la charge inorganique atteint une certaine finesse, la résistance à la traction et la résistance aux chocs du matériau composite peuvent être améliorées si la surface de la charge est bien recouverte et si un compatibilisant est ajouté au système composite.
② Améliorer la fluidité des matériaux composites : La plupart des poudres inorganiques peuvent améliorer la fluidité des matériaux composites, mais la poudre de talc réduit la fluidité des matériaux composites.
③ Améliorer les propriétés optiques des matériaux composites : la poudre inorganique peut améliorer le revêtement, le matage et l'astigmatisme des matériaux composites. Par exemple, le dioxyde de titane est un pigment inorganique typique doté d’un fort pouvoir couvrant.
④Améliorer les performances de combustion respectueuses de l'environnement des matériaux composites : Premièrement, les matériaux en poudre inorganiques peuvent faire brûler complètement les matériaux composites, car des fissures se produiront pendant la combustion et augmenteront la zone de contact avec l'oxygène ; Deuxièmement, les matériaux en poudre inorganiques peuvent absorber certains gaz toxiques lorsque les matériaux composites brûlent, réduisant ainsi les émissions de gaz toxiques ; Troisièmement, la poudre inorganique améliore la conductivité thermique des matériaux composites, accélérant ainsi la combustion et raccourcissant le temps de combustion.
⑤ Promouvoir l'ignifugation des matériaux composites : toutes les poudres inorganiques ne sont pas utiles pour l'ignifugation. Seules les poudres inorganiques contenant des éléments de silicium peuvent contribuer à améliorer le caractère ignifuge et peuvent être utilisées comme synergistes ignifuges. La raison spécifique est que lorsque des matériaux contenant du silicium sont brûlés, une couche barrière peut se former sur la surface du matériau de combustion pour réduire la probabilité que l'oxygène entre en contact avec la surface du matériau.
⑥ Optimiser d'autres propriétés des matériaux composites : fonction d'agent nucléant. Lorsque la taille des particules de poudre de talc est inférieure à 1 µm, elle peut agir comme agent de nucléation inorganique dans le PP. Pour bloquer les rayons infrarouges, les poudres inorganiques contenant du silicium telles que le talc, le kaolin et le mica ont toutes de bonnes propriétés de blocage des infrarouges et des ultraviolets.
Aperçu du marché des remplisseurs d’alumine sphériques
Parce que la poudre d'alumine sphérique a une bonne conductivité thermique et d'excellentes performances en termes de coût, il s'agit d'une charge thermiquement conductrice utilisée en grande quantité et avec une proportion élevée de matériaux d'interface thermique sur le marché.
La morphologie de l'alumine sphérique présente une structure sphérique régulière et la taille des particules est généralement comprise entre quelques microns et des dizaines de dimensions. Il est principalement préparé par précipitation en phase liquide, plasma à haute température, pyrolyse par pulvérisation et autres voies.
Lorsque l'alumine sphérique est utilisée comme charge, plus la sphéricité des particules est élevée, plus l'énergie de surface est faible et meilleure est la fluidité de surface. Il peut être mélangé plus uniformément avec la matrice polymère et le système mixte présente une meilleure fluidité. Après formation du film, le matériau composite préparé présente une meilleure uniformité.
Les domaines très consommateurs d'énergie tels que les véhicules à énergies nouvelles et la 5G favorisent l'application de l'alumine sphérique dans le domaine de la gestion thermique. La demande d’alumine sphérique augmente et le marché continue de se développer. En plus d'être un matériau conducteur thermique, l'alumine sphérique est également largement utilisée dans les céramiques avancées, la catalyse, le meulage et le polissage, les matériaux composites, etc., et offre de larges perspectives de marché.
Selon les statistiques de QYResearch, la taille du marché mondial des charges d’alumine sphériques sera d’environ 398 millions de dollars américains en 2023 et devrait atteindre 68,5 milliards de dollars américains en 2029, avec un TCAC de 9,5 % au cours des prochaines années.
À l'échelle mondiale, les principaux fabricants de charges d'alumine sphériques comprennent Denka Co., Ltd., Baitu High-tech, Yaduma, Showa Denko, Nippon Steel & Sumitomo Metal, Sibelco, Tianjin Zexi Minerals, Lianrui New Materials, Daehan Ceramics, One Shitong, Kaisheng Technology. , Dongkuk R&S, Yixin Mining Technology et Suzhou Jinyi New Materials, etc.
Actuellement, les principaux fabricants mondiaux sont principalement situés au Japon, en Corée du Sud et en Chine. En termes de valeur de production, le Japon et la Chine représentent plus de 80 % des parts de marché. De 2018 à 2021, le Japon est la principale zone productrice, avec une part moyenne de 50 %. D’ici 2023, la part de la valeur de la production chinoise dépassera 45 %. Dans les années à venir, la Chine occupera la principale part de marché.
En termes de types de produits, 30-80 μm est actuellement le produit segmenté le plus important, représentant environ 46 % de la part de marché.
En termes de type de produit, les matériaux d'interface thermique TIM sont actuellement la principale source de demande, représentant environ 49 %. Lorsqu'elles sont utilisées comme matériaux d'interface thermique, les charges sphériques en aluminium peuvent être utilisées dans les tampons thermiques, la graisse thermique, la colle d'empotage thermique, le gel thermique, etc.
À l'heure actuelle, les applications terminales qui stimulent la demande d'alumine sphérique sont principalement les cellules photovoltaïques, les batteries de véhicules à énergie nouvelle, les communications 5G/produits électroniques haut de gamme, l'emballage de puces, etc. Dans le même temps, la tendance de développement future de l'alumine sphérique est principalement haute pureté et faible radioactivité.
10 changements majeurs après le concassage ultrafin des matériaux en poudre
Les divers changements qui se produisent dans les matériaux broyés pendant le processus de concassage sont insignifiants par rapport au processus de concassage grossier, mais pour le processus de concassage ultra-fin, pour des raisons telles qu'une intensité de concassage élevée, un temps de concassage long et des changements importants dans les propriétés des matériaux. , cela semble important. Ce changement dans la structure cristalline et les propriétés physiques et chimiques du matériau broyé provoqué par le concassage mécanique ultrafin est appelé effet mécanochimique du processus de concassage.
1. Modifications de la taille des particules
Après un broyage ultrafin, le changement le plus évident dans le matériau en poudre est la taille des particules plus fines. Selon les différentes tailles de particules, les poudres ultrafines sont généralement divisées en : niveau micronique (taille des particules 1 ~ 30 μm), niveau submicronique (taille des particules 1 ~ 0,1 μm) et niveau nano (taille des particules 0,001 ~ 0,1 μm).
2. Modifications de la structure cristalline
Au cours du processus de concassage ultrafin, en raison de la force mécanique forte et durable, le matériau en poudre subit une distorsion du réseau à des degrés divers, la taille des grains devient plus petite, la structure devient désordonnée, des substances amorphes ou amorphes se forment à la surface et même une conversion polycristalline. . Ces changements peuvent être détectés par diffraction des rayons X, spectroscopie infrarouge, résonance magnétique nucléaire, résonance paramagnétique électronique et calorimétrie différentielle.
3. Modifications de la composition chimique
En raison de la forte activation mécanique, les matériaux subissent directement, dans certaines circonstances, des réactions chimiques lors du processus de concassage ultrafin. Les types de réactions comprennent la décomposition, la réaction gaz-solide, liquide-solide, solide-solide, etc.
4. Changements de solubilité
Tels que la dissolution du quartz en poudre, de la calcite, de la cassitérite, du corindon, de la bauxite, de la chromite, de la magnétite, de la galène, de la magnétite de titane, des cendres volcaniques, du kaolin, etc. dans des acides inorganiques après un broyage fin ou un broyage ultra-fin. La vitesse et la solubilité sont augmentées.
5. Modifications des propriétés de frittage
Il existe deux principaux types de modifications des propriétés thermiques des matériaux provoquées par un broyage fin ou un broyage ultra-fin :
Premièrement, en raison de la dispersion accrue des matériaux, les réactions en phase solide deviennent plus faciles, la température de frittage des produits diminue et les propriétés mécaniques des produits sont également améliorées.
La seconde est que les changements dans la structure cristalline et l’amorphisation entraînent un changement dans la température de transition de phase cristalline.
6. Modifications de la capacité d'échange cationique
Certains minéraux silicatés, notamment certains minéraux argileux tels que la bentonite et le kaolin, présentent des changements significatifs dans leur capacité d'échange cationique après un broyage fin ou ultra-fin.
7. Modifications des performances d'hydratation et de la réactivité
Un broyage fin peut améliorer la réactivité des matériaux à base d'hydroxyde de calcium, ce qui est très important dans la préparation des matériaux de construction. Parce que ces matières sont inertes ou pas assez actives pour l’hydratation. Par exemple, l'activité d'hydratation des cendres volcaniques et leur réactivité avec l'hydroxyde de calcium sont quasiment nulles au début, mais après broyage fin dans un broyeur à boulets ou un broyeur vibrant, elles peuvent être améliorées jusqu'à presque celles de la terre de diatomées.
8. Modifications électriques
Le broyage fin ou ultra-fin affecte également les propriétés électriques et diélectriques de surface des minéraux. Par exemple, une fois la biotite impactée, concassée et broyée, son point isoélectrique et son potentiel électrocinétique de surface (potentiel Zêta) changeront.
9. Changements de densité
Après broyage de zéolite naturelle (principalement composée de clinoptilolite, de mordénite et de quartz) et de zéolite synthétique (principalement de mordénite) dans un broyeur planétaire à boulets, il a été constaté que la densité de ces deux zéolites changeait différemment.
10. Modifications des propriétés des suspensions d'argile et des hydrogels
Le broyage humide améliore la plasticité et la résistance à la flexion sèche de l'argile. Au contraire, lors du broyage à sec, la plasticité et la résistance à la flexion à sec du matériau augmentent en peu de temps, mais ont tendance à diminuer à mesure que le temps de broyage augmente.
En bref, outre les propriétés des matières premières, la taille des particules alimentaires et le temps de concassage ou d'activation, les facteurs qui affectent les changements mécanochimiques des matériaux comprennent également le type d'équipement, la méthode de concassage, l'environnement ou l'atmosphère de concassage, les aides au concassage, etc. Il est nécessaire de prêter attention à l’influence combinée de ces facteurs dans l’étude de la mécanochimie.