La méthode de préparation du carbonate de calcium de vatérite
Il existe trois formes cristallines courantes de carbonate de calcium : l'aragonite, la vatérite et la calcite. Du point de vue de la stabilité thermodynamique, le type calcite est la forme cristalline la plus stable thermodynamiquement et existe largement dans la nature; tandis que le type vatérite est le plus instable, dans un état métastable, et n'existe que chez certains poissons dans la nature. Organes d'otolithes, spicules d'ascidies, tissus de crustacés.
Il existe deux manières principales de générer du carbonate de calcium de vatérite, à savoir la recristallisation par dissolution et la transformation directe en phase solide-solide. Actuellement, on pense que la voie de dissolution et de recristallisation est le principal moyen de générer du carbonate de calcium de type vatérite, c'est-à-dire que du carbonate de calcium amorphe est généré comme phase initiale dans la solution. Cependant, la solubilité du carbonate de calcium de type vatérite est relativement élevée, et il se produit une dissolution, puis une nucléation et une croissance du carbonate de calcium de type calcite. Un tel processus se produit en continu, transformant progressivement le carbonate de calcium de type vatérite en carbonate de calcium de type calcite.
En partant de la voie et du mécanisme de formation, le carbonate de calcium de type vatérite de haute pureté est principalement préparé en inhibant le processus de dissolution et de recristallisation. À l'heure actuelle, les méthodes de préparation courantes peuvent être divisées en trois types : méthode de carbonisation, méthode de métathèse et méthode de décomposition thermique selon les principes impliqués dans le processus de synthèse.
1. Carbonisation
La méthode de carbonisation utilise une solution alcaline contenant des sels de calcium solubles comme source de calcium et prépare du carbonate de calcium de type vatérite en introduisant du gaz CO2 dans la solution et en contrôlant les conditions du procédé. La source de calcium est principalement divisée en deux types de solution aqueuse d'hydroxyde de calcium et de solution alcaline de chlorure de calcium. Par conséquent, deux systèmes majeurs préparés par la méthode de carbonisation sont également déterminés : le système réactionnel Ca(OH)2-H2O-CO2 et le système réactionnel CaCl2-NH3·H2O-CO2. Un grand nombre d'études ont montré que les deux systèmes peuvent bien produire du carbonate de calcium de vatérite.
Cependant, la méthode de carbonisation présente les avantages d'un équipement de traitement peu coûteux et simple, et est actuellement la principale méthode de production industrielle pour la préparation de divers types de produits de carbonate de calcium au pays et à l'étranger. Dans le même temps, des chercheurs nationaux et étrangers ont augmenté le taux de transfert de masse et la dispersion du gaz CO2 dans la solution en utilisant des dispositifs tels que des disperseurs de gaz, et ont amélioré l'efficacité et le rendement du carbonate de calcium de type vatérite. Par conséquent, l'acide carbonique de type vatérite est préparé par carbonisation. Le calcium a de grandes perspectives d'application.
2. Méthode de double décomposition
La méthode de double décomposition consiste à mélanger la solution de sel de calcium et la solution de carbonate dans certaines conditions pour générer une double réaction de décomposition, et en même temps à ajouter un régulateur de forme cristalline et à contrôler la température de réaction, la concentration et d'autres facteurs pour contrôler la préparation de carbonate de calcium de vatérite. En général, lors de la préparation, une solution peut être rapidement mélangée à une autre solution pour la réaction, ou une solution peut être introduite dans l'autre solution en contrôlant la vitesse d'addition pour la réaction, et une agitation est nécessaire en même temps. Favoriser la réaction de métathèse.
3. Méthode de décomposition thermique
La méthode de décomposition thermique est une nouvelle méthode de préparation du carbonate de calcium vaterite, se réfère principalement à la préparation du carbonate de calcium vaterite par décomposition thermique du bicarbonate de calcium et des conditions de contrôle. Habituellement, le but de préparer du carbonate de calcium de type vatérite est atteint en contrôlant la température de décomposition, le temps de décomposition, le mode d'agitation et les additifs en utilisant une solution aqueuse saturée de bicarbonate de calcium.
Le principe de préparation de la méthode de décomposition thermique est simple, le processus est court et les besoins en équipement sont faibles, mais la pureté du carbonate de calcium de vatérite produit est faible, le temps de décomposition est long et la réaction de décomposition est difficile à contrôler. en même temps, la température requise dans le processus de production est élevée et la consommation d'énergie est élevée. important et difficile à appliquer en pratique. Il existe peu d'études nationales et étrangères sur cette méthode, et beaucoup de travail doit encore être fait en théorie et en pratique.
Préparation de carbonate de calcium activé à partir de résidus de déchets à base de calcium et son effet sur les propriétés du PVC
En tant que premier thermoplastique industrialisé, le PVC possède de bonnes propriétés mécaniques complètes, une excellente résistance à la flamme et à la corrosion, mais il est cassant pendant le traitement et doit être modifié après une série de résistance aux chocs et de durcissement avant utilisation. Le processus de modification du PVC améliore la ténacité, la rigidité, la résistance, la résistance à la chaleur et d'autres indicateurs du produit, et en même temps, le coût de l'application du PVC est considérablement réduit.
En tant que type de charge inorganique, dans le processus de modification du PVC, l'ajout direct de carbonate de calcium non traité provoquera une agglomération régionale.Le produit a une faible dispersibilité dans le système PVC et une faible affinité d'interface, ce qui ne permet pas d'obtenir l'amélioration attendue.Par conséquent, le calcium Le carbonate de carbonate doit être organiquement modifié pour éliminer l'énergie potentielle de surface du carbonate de calcium, augmenter la mouillabilité, la dispersibilité, l'hydrophobicité et la lipophilie du carbonate de calcium dans la matrice PVC, et améliorer l'effet de modification du carbonate de calcium sur le PVC.
Le carbonate de calcium a été préparé en utilisant des résidus de déchets industriels et des gaz résiduaires comme matières premières, et il a été modifié. L'influence du carbonate de calcium modifié sur les propriétés du PVC a été étudiée. Les résultats ont montré que :
(1) En utilisant les résidus de déchets à base de calcium (composant principal CaO) et le CO2 produit dans la production industrielle comme matières premières, le meilleur processus de production pour préparer le carbonate de calcium par digestion, élimination de l'émulsion, carbonisation, etc. est : température 25 ℃, hydroxyde de calcium contient du solide La fraction massique est de 10 %, la fraction volumique de CO2 est de 99,9 % et la vitesse d'agitation est de 400 tr/min.
(2) Le carbonate de calcium est modifié avec du stéarate de sodium, l'effet de modification est le meilleur lorsque la quantité de modificateur est de 3 %, la température est de 80 °C, le temps de réaction est de 30 min et la vitesse d'agitation est de 700 tr/min.
(3) Les tests d'application montrent que le carbonate de calcium modifié peut améliorer efficacement les propriétés mécaniques des produits en PVC et réduire le coût d'application du PVC.
Quels sont les domaines d'application haut de gamme du carbonate de calcium poreux ?
Les matériaux poreux sont une classe de matériaux avec des propriétés spéciales, généralement avec une grande surface spécifique, une bonne stabilité thermique, une stabilité chimique et une biodégradabilité, et un taux de dégradation approprié, ce qui rend le matériau adapté à une utilisation dans de nombreux domaines tels que la médecine, l'électronique et céramique. Il peut être largement utilisé et est un matériau fonctionnel très prometteur.
1. Porteur de drogue
Les transporteurs de médicaments jouent un rôle important dans l'administration ciblée de médicaments, en particulier dans le traitement de certaines maladies majeures (telles que le cancer, l'hyperglycémie, etc.). La substance choisie comme support de médicament doit non seulement être capable de charger une quantité suffisante de médicaments sans réagir avec elle, mais également être capable de libérer complètement le médicament dans des conditions spécifiques pour exercer son efficacité, et en même temps, le support lui-même doit être de nature non toxique et stable, etc. Nécessite. Les supports traditionnels sont souvent difficiles à décomposer, toxiques ou ont une faible capacité poreuse.
L'utilisation de carbonate de calcium poreux en tant que support peut non seulement résoudre efficacement les problèmes ci-dessus, mais peut également être directement utilisé comme médicament pour compléter le calcium, inhiber l'acide gastrique, etc. Par conséquent, ces dernières années, il y a eu de plus en plus d'études sur l'application du carbonate de calcium poreux dans l'administration de médicaments au pays et à l'étranger.
2. Biocéramique
Le carbonate de calcium est largement utilisé en biologie et en médecine en raison de sa bonne activité ostéogénique et ostéoinductrice, de sa biocompatibilité et de sa dégradabilité. En utilisant des ressources naturelles à haute teneur en carbonate de calcium telles que le corail naturel comme matières premières, le nouveau PCCC en céramique de carbonate de calcium poreux préparé par diverses méthodes telles que la méthode de relargage peut être transformé en échafaudages cellulaires. Il a été utilisé comme cellules de moelle osseuse humaine, culture in vitro de fibroblastes, de fibroblastes gingivaux et d'ostéocytes de rat fœtal. Cliniquement, l'orthopédie et la chirurgie buccale et maxillo-faciale utilisent le PCCC pour la réparation des défauts osseux, et ont obtenu de bons résultats.
3. Recyclage des vieux papiers
Alors que l'ensemble du pays attache une grande importance à la réforme de l'offre, la protection de l'environnement y prête également de plus en plus d'attention. Dans le domaine de la protection de l'environnement, le degré de recyclage des vieux papiers a atteint un niveau sans précédent. La consommation de vieux papiers en Asie représente la moitié de la consommation mondiale de vieux papiers, et sa consommation en 2015 était d'environ 103 millions de tonnes, dépassant de loin celle de l'Europe et des États-Unis. Cependant, en ce qui concerne la technologie clé du recyclage des vieux papiers, en raison du démarrage tardif du développement de la Chine et des investissements insuffisants au stade initial, la technologie est relativement arriérée et le champ d'utilisation du papier recyclé est étroit.
4. Matériau de surface superhydrophobe
Le matériau super-hydrophobe, également connu sous le nom de matériau de surface imitation feuille de lotus, est un matériau spécial avec un angle de contact de surface stable supérieur à 150° et un angle de contact de roulement inférieur à 10°. La préparation de matériaux superhydrophobes est principalement affectée par leur surface, c'est donc la clé pour développer des matériaux de surface superhydrophobes.
5. Biocapteurs
Les biocapteurs sont des méthodes d'analyse rapide et de traces au niveau moléculaire des substances et ont de larges perspectives d'application dans le diagnostic clinique, le contrôle industriel, l'analyse des aliments et des médicaments, la protection de l'environnement et la recherche biotechnologique.
6. Microcapsules biologiques
Les microcapsules biologiques sont nées dans les années 1950, encapsulant principalement des substances biologiquement actives dans des microcapsules à membranes sélectivement perméables, et constituent le principal moyen technique d'immobilisation des substances biologiques (cellules, enzymes, etc.). Parmi les méthodes de préparation des microcapsules, la méthode des gabarits est la plus couramment utilisée, et les gabarits habituellement utilisés sont tous des matériaux poreux. Ces dernières années, du fait de la forte dynamique de développement du carbonate de calcium poreux, les chercheurs scientifiques l'ont également appliqué à la préparation de microcapsules biologiques.
7. Autre
Le carbonate de calcium poreux n'est pas seulement utilisé dans les domaines mentionnés ci-dessus, mais présente également de bonnes performances dans de nombreux autres aspects.
Effets de la modification de l'hydroxyde d'aluminium sur les propriétés du caoutchouc naturel
Le retardateur de flamme à l'hydroxyde d'aluminium a joué un rôle important dans le domaine des retardateurs de flamme polymères en raison de ses avantages de suppression de fumée, retardateur de flamme, non toxique, non volatil et à bas prix, et son dosage est bien en avance sur les autres retardateurs de flamme.
L'hydroxyde d'aluminium ultrafin est un produit à structure cristalline régulière obtenu par un procédé de fabrication spécial. Il présente les avantages d'une grande pureté, d'une petite taille de particules, d'une bonne forme cristalline, d'une faible activité de surface et d'une petite surface spécifique. Il peut être rempli en grande quantité de caoutchouc et de plastique. Applicable à toutes sortes de technologies de traitement.
Son principe ignifuge est qu'une grande quantité d'eau cristalline est libérée pendant le processus de décomposition thermique. Parce que l'évaporation de l'eau cristalline doit absorber beaucoup de chaleur, elle joue le rôle de refroidissement du matériau polymère ; la vapeur d'eau générée peut diluer le gaz inflammable et inhiber la propagation de la combustion ; nouveau Les oxydes métalliques générés ont une activité élevée et peuvent adsorber des particules solides et jouer un rôle dans la suppression de la fumée. De plus, les oxydes métalliques recouvrant la surface du matériau polymère peuvent favoriser la formation de carbone à la surface du substrat et empêcher la propagation de la flamme.
Cependant, en raison de la polarité et de l'hydrophilie extrêmement fortes des retardateurs de flamme inorganiques à base d'hydroxyde d'aluminium, ils sont peu compatibles avec les matériaux polymères non polaires. Afin d'améliorer la compatibilité entre l'hydroxyde d'aluminium et les polymères, il est généralement nécessaire de Pour le traitement de surface, l'une des méthodes les plus efficaces consiste à utiliser un agent de couplage pour le traitement de surface de l'hydroxyde d'aluminium.
En utilisant du caoutchouc naturel comme matériau de base, les effets du traitement de surface à l'hydroxyde d'aluminium superfin sur les propriétés mécaniques et les propriétés ignifuges du caoutchouc vulcanisé avant et après le traitement de surface ont été étudiés. Les résultats montrent que :
(1) Lorsque le caoutchouc naturel ignifuge d'hydroxyde d'aluminium superfin, les propriétés mécaniques diminuent évidemment avec l'augmentation de la quantité ajoutée. Lorsque la quantité ajoutée atteint 150 parties, le retardateur de flamme atteint le niveau FV0, l'indice d'oxygène atteint 29 % et la génération de fumée est faible. Dans des conditions de faible dégagement de fumée et d'halogène, il peut être correctement considéré comme synergique avec une petite quantité de retardateurs de flamme à base d'halogène pour améliorer les propriétés mécaniques.
(2) Le traitement de modification de surface de l'hydroxyde d'aluminium ultrafin avec un agent de couplage au silane peut améliorer efficacement la compatibilité entre l'hydroxyde d'aluminium et le caoutchouc naturel, améliorer les performances de traitement et les propriétés mécaniques du vulcanisat, et les performances ignifuges changent relativement. Petit. Lorsque la quantité d'agent de couplage au silane ajoutée était de 1,5 % de la masse d'hydroxyde d'aluminium, les performances s'amélioraient le plus.
(3) Sous ce système de formule, dans une certaine plage, l'indice d'oxygène du vulcanisat augmente d'environ 2 unités pour 30 parties d'hydroxyde d'aluminium superfin ajoutées.
6 types de retardateurs de flamme couramment utilisés dans le polypropylène
En tant que l'un des cinq plastiques à usage général, le polypropylène (PP) est largement utilisé dans tous les domaines de la vie. Cependant, les caractéristiques d'inflammabilité du PP limitent également son espace d'application et entravent le développement ultérieur des matériaux PP. Par conséquent, l'ignifugation de la modification PP a toujours été au centre de l'attention.
Ignifuge est un booster pour les matériaux synthétiques polymères. L'utilisation de retardateurs de flamme peut être utilisée pour les matériaux polymères ignifuges, afin d'éviter la combustion des matériaux et d'empêcher la propagation du feu, et de promouvoir les matériaux synthétiques pour avoir une suppression de fumée, une auto-extinction et un retardateur de flamme. À l'heure actuelle, les retardateurs de flamme couramment utilisés pour le polypropylène comprennent principalement les retardateurs de flamme à base d'hydroxyde métallique, les retardateurs de flamme à base de bore, les retardateurs de flamme à base de silicium, les retardateurs de flamme à base de phosphore, les retardateurs de flamme à base d'azote et les retardateurs de flamme intumescents.
1. Hydroxyde de métal ignifuge
Le charbon actif dans l'ignifuge d'hydroxyde métallique a une grande surface spécifique et est riche en groupes fonctionnels, qui peuvent être bien combinés avec les groupes hydroxyle sur les particules d'hydroxyde de sodium et de magnésium, affaiblissant efficacement la polarité de surface de l'hydroxyde de magnésium et réduisant son apparition . La possibilité d'agglomération améliore la compatibilité de l'hydroxyde de sodium et de magnésium avec la matrice PP, de sorte que les propriétés ignifuges du matériau sont améliorées.
2. Retardateur de flamme au bore
Dans le composite PP/BN@MGO, en raison de la structure du revêtement et de la modification de l'alkylation du retardateur de flamme BN@MGO, son efficacité de greffage de chaîne alkyle est élevée et les éléments carbonés peuvent être enrichis à la surface de la charge, ce qui améliore considérablement la L'affinité entre le retardateur de flamme BN@MGO et le corps PP lui permet d'être uniformément réparti dans la matrice PP.
3. Silicium ignifuge
Les HNT-Si dans les retardateurs de flamme à base de silicium peuvent maintenir la structure tubulaire d'origine dans la plage de températures élevées et peuvent se tordre avec la chaîne PP dégradée thermiquement pour former une couche de carbone dense "fibreuse", qui inhibe efficacement la combustion du PP. Transfert de chaleur, de masse et de fumée.
4. Retardateur de flamme au phosphore
Dans les retardateurs de flamme à base de phosphore, le sorbitol possède un grand nombre de groupes hydroxyle, ce qui permet de former facilement une couche carbonisée pendant la combustion, tandis que le polyphosphate d'ammonium se décompose lorsqu'il est chauffé pour produire des composés d'acide phosphorique, ce qui améliore encore la carbonisation du sorbitol et la génération de la couche de carbone est retardée. La propagation de la chaleur et l'isolation de l'oxygène améliorent les propriétés ignifuges du matériau.
5. Retardateur de flamme à l'azote
Le MPP produira des gaz incombustibles (y compris NH3, NO et H2O) et certaines substances contenant du phosphore pendant la combustion, tandis que l'AP peut libérer des gaz de phosphate d'aluminium Al2 (HPO4) 3 et de phosphine (PH3) à des températures élevées, ces gaz non seulement Il peut diluer des gaz inflammables dans l'air, et peut également agir comme un bouclier gazeux à la surface du matériau, réduisant ainsi la combustion.
6. Ignifuge intumescent
NiCo2O4 présente les avantages d'une morphologie contrôlable, d'une grande surface spécifique, de nombreux sites actifs et de méthodes de préparation simples et diverses. En tant que composé à base de nickel, NiCo2O4 possède une excellente capacité catalytique au carbone, qui non seulement réduit les produits de combustion et améliore l'ignifugation.
Effet de la teneur en micropoudre de silicium sur les propriétés des bétons époxy pour l'isolation électrique
Le moulage isolant époxy est un mélange de résine polymérisable liquide ou visqueux mélangé avec de la résine, un agent de durcissement, une charge, etc. et l'isolation et d'autres fonctions dans un seul produit d'isolation.
La micropoudre de silicium est l'un des composants importants des bétons isolants et joue un rôle irremplaçable dans la réduction du retrait, la réduction des coûts et l'amélioration des performances.
A l'heure actuelle, les fabricants d'isolants tentent d'augmenter au maximum la proportion de charge afin de réduire les coûts. Les isolateurs avec une teneur en charge trop élevée réduiront considérablement leurs performances d'isolation, leurs propriétés mécaniques et leur durée de vie, ce qui affectera sérieusement le fonctionnement sûr et fiable du système électrique; des pièces isolantes avec une teneur en charge trop faible réduiront également leurs performances globales. Les fabricants de résine époxy n'ont pas établi de réglementation raisonnable sur le rapport d'addition des charges, ce qui a semé une grande confusion chez les fabricants d'isolants époxy.
En utilisant de la résine époxy de bisphénol A liquide comme matériau de base, de l'anhydride méthyltétrahydrophtalique comme agent de durcissement, du BDMA comme accélérateur, de la poudre de silicium actif de 400 mesh comme charge, selon différents taux de charge, le procédé APG a été utilisé pour préparer les bandelettes de test. Les effets de différentes quantités de micropoudre de silicium sur la résistance mécanique, les propriétés diélectriques, la résistance à la corrosion en solution et l'absorption d'eau des bétons époxy ont été étudiés. Les résultats montrent que :
(1) Avec l'augmentation de la teneur en charge dans le système de résine époxy, la constante diélectrique et la perte diélectrique du bloc échantillon ont généralement tendance à augmenter.
(2) Lorsque la teneur en charge est faible, avec l'augmentation de la proportion, la résistance aux traces de fuite augmente. Lorsque la teneur en charge atteint 69,42 %, la résistance aux traces de fuite atteint son maximum ; après cela, avec l'augmentation supplémentaire des charges, la résistance aux traces de fuite augmente. Ça a recommencé à empirer.
(3) Lorsque la teneur en charge augmente à 67,26 %, la résistance à la corrosion de la lessive commence à décliner de manière significative.
(4) Les propriétés mécaniques des échantillons ont initialement augmenté avec l'augmentation de la teneur en charge, et lorsque la teneur en charge a augmenté à 69,42 %, les propriétés mécaniques ont commencé à fluctuer.
(5) Bien que la teneur en charge augmente, elle peut réduire le taux de retrait de la pièce moulée, améliorer sa conductivité thermique et sa rigidité, améliorer sa résistance aux fissures et réduire les coûts de production, mais une teneur trop élevée en charge aggravera non seulement le processus, mais Cela réduira également les performances d'isolation, la stabilité mécanique et la résistance à la corrosion du produit. Par conséquent, compte tenu des performances globales, la plage de teneur optimale de la micropoudre de silicium est de 63% à 67%.
Application et progrès de la recherche sur l'ignifuge hydroxyde dans le polyéthylène
Le polyéthylène (PE) est une résine thermoplastique obtenue par la polymérisation d'éthylène monomère. Il présente une bonne résistance au froid, une bonne résistance mécanique et des propriétés diélectriques. Il est largement utilisé dans les câbles, films, tuyaux, emballages, conteneurs, appareils médicaux et autres produits. Mais l'indice d'oxygène PE est de 17,4%, ce qui est un matériau inflammable. Le matériau PE a une vitesse de combustion rapide, une grande quantité de chaleur/fumée, et il est facile de fondre et de tomber lors de la combustion, ce qui constitue une grande menace pour la sécurité des personnes et des biens, et limite l'utilisation et le développement du polyéthylène. Par conséquent, il est impératif d'effectuer une modification ignifuge.
Les retardateurs de flamme à base d'hydroxyde métallique sont principalement l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium. Les retardateurs de flamme magnésium-aluminium ont une bonne stabilité, une non-toxicité et une faible génération de fumée. Pendant le processus de combustion, de la vapeur d'eau sera libérée pour diluer le gaz combustible, enlever une partie de la chaleur, inhiber la combustion et produire un effet ignifuge. Le retardateur de flamme aluminium-magnésium peut prolonger le temps d'allumage et réduire le taux de dégagement de chaleur. La compatibilité de l'hydroxyde de magnésium avec le PE est médiocre et l'efficacité ignifuge est faible. Il a besoin d'une grande quantité d'addition pour améliorer les performances ignifuges, et une grande quantité d'addition réduira le traitement des matériaux composites. sexe et propriétés mécaniques.
L'hydroxyde de magnésium a été modifié en surface avec du stéarate de sodium et du polyéthylène glycol comme modificateurs, et des composites ignifuges en polyéthylène haute densité ont été préparés. La recherche montre que lorsque la quantité d'ajout d'hydroxyde de magnésium modifié est de 30 %, la résistance à la traction du matériau composite HDPE/hydroxyde de magnésium est de 12,3 MPa, l'hydroxyde de magnésium a une bonne compatibilité avec le HDPE et l'indice d'oxygène limite est augmenté à 24,6 %, le la performance ignifuge s'est moins améliorée.
L'hydroxyde double en couches libère du CO2 et du H2O lorsqu'il se décompose, dilue et bloque l'oxygène, ce qui lui confère un bon effet ignifuge et peut remplacer les retardateurs de flamme contenant des halogènes et du phosphore.
Des composites ignifuges hydroxyde d'aluminium/Mg-Fe-LDH/HDPE ont été préparés avec de l'hydroxyde d'aluminium et du double hydroxyde de fer et de magnésium (Mg-FeLDH) comme retardateurs de flamme. L'étude a révélé que l'hydroxyde d'aluminium et le Mg-Fe-LDH peuvent inhiber efficacement la libération de CO et la libération de chaleur lors de la combustion de matériaux composites (HDPE1, HDPE2, HDPE3), rendant le HDPE difficile à enflammer. Lorsque la quantité totale de retardateurs de flamme est de 40% (2% de Mg-Fe-LDH, HDPE2), les composites HDPE ont de bonnes propriétés ignifuges.
Des composites HDPE ont été préparés avec de l'hydroxyde d'aluminium, de la vermiculite expansée et du trioxyde d'antimoine comme retardateurs de flamme. L'étude a révélé que lorsque le rapport hydroxyde d'aluminium/vermiculite expansée était de 3:2, les propriétés mécaniques du matériau composite étaient meilleures et les performances de suppression de fumée et d'ignifugation atteignaient le niveau FV-0. Lorsque la quantité totale d'hydroxyde d'aluminium et de vermiculite expansée est de 50 %, l'indice limite d'oxygène augmente d'abord puis diminue avec l'augmentation de l'hydroxyde d'aluminium, et le rapport optimal est de 3∶2.
Les effets de l'hydroxyde de magnésium et du borate de zinc sur les propriétés ignifuges du polyéthylène linéaire basse densité et du copolymère éthylène acrylate d'éthyle ont été étudiés. Il a été constaté qu'avec l'augmentation du rapport d'hydroxyde de magnésium et de borate de zinc, les performances ignifuges du matériau composite s'amélioraient. Lorsque la quantité ajoutée d'hydroxyde de magnésium était de 65 %, la performance ignifuge était la meilleure, atteignant le niveau UL94V-0.
L'effet de l'hydroxyde de magnésium sur les propriétés ignifuges du polyéthylène linéaire basse densité a été étudié. Lorsque le dosage d'hydroxyde de magnésium atteint 70 %, l'indice limite d'oxygène atteint 31,4 %, soit environ 71 % de plus que celui du matériau pur, et le test de combustion verticale atteint le niveau V-0.
Les retardateurs de flamme à base d'hydroxyde métallique sont sûrs, écologiques et peu coûteux. Lorsqu'il est utilisé seul, l'effet ignifuge n'est pas bon et une grande quantité d'ajout est nécessaire pour améliorer les performances ignifuges du matériau, mais lorsqu'une grande quantité est ajoutée, les propriétés mécaniques seront réduites. Par conséquent, la direction de la recherche sur les retardateurs de flamme à base d'hydroxyde consiste à étudier la modification de surface et à l'utiliser en combinaison avec des retardateurs de flamme à l'azote et au phosphore pour améliorer les performances du retardateur de flamme et réduire la quantité d'ajout.
Quatre technologies majeures de modification de l'hydrotalcite
L'hydrotalcite (hydroxydes doubles en couches, LDH) est un matériau fonctionnel porteur inorganique en couches, les anions intercouches sont échangeables et la quantité et le type peuvent être stratégiquement ajustés en fonction des besoins réels. Les caractéristiques de dénaturation accordables de cette composition et de cette structure des LDH en font l'un des matériaux avec un potentiel de recherche et des perspectives d'application dans les domaines de la catalyse industrielle, de la photoélectrochimie, de la libération de médicaments, de la modification plastique et du traitement des eaux usées.
Étant donné que les LDH sont des substances inorganiques hautement hydrophiles et que l'espacement entre les couches de la structure lamellaire est faible, la compatibilité avec les polymères est médiocre et la dispersion à l'échelle nanométrique des LDH n'est pas facile à réaliser. De plus, l'échangeabilité des anions entre les couches de LDH confère aux LDH modifiées des propriétés fonctionnelles spécifiques. Par conséquent, les LDH doivent être modifiées pour améliorer les propriétés interfaciales et élargir la gamme d'applications.
Il existe de nombreuses méthodes de modification des LDH, et la méthode appropriée peut être sélectionnée en fonction des propriétés requises et des domaines d'application des matériaux synthétiques. Parmi elles, les méthodes les plus couramment utilisées comprennent principalement la méthode de co-précipitation, la méthode de synthèse hydrothermale, la méthode d'échange d'ions et la méthode de récupération par torréfaction.
1. Méthode de co-précipitation
La co-précipitation est la méthode la plus couramment utilisée pour la synthèse des LDH. Ajouter la solution aqueuse mixte contenant une certaine proportion de cations métalliques divalents et trivalents dans la solution alcaline, contrôler la valeur du pH du système, maintenir une certaine température, réagir sous agitation constante et rapide jusqu'à ce que la solution précipite et continuer à vieillir le précipité pendant un certain temps, puis filtré, lavé et séché pour obtenir des LDH solides. Habituellement, les nitrates, les chlorures, les sulfates et les carbonates peuvent être utilisés comme sels métalliques, et les alcalis couramment utilisés peuvent être choisis parmi l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium et l'eau ammoniacale. La méthode de co-précipitation présente les avantages d'une méthode de traitement simple, d'une courte période de synthèse, d'un contrôle facile des conditions et d'une large gamme d'applications. Diverses compositions et types de LDH peuvent être préparés en utilisant différents anions et cations.
2. Méthode hydrothermale
En général, la méthode hydrothermique ne nécessite pas de traitement à haute température et peut contrôler la structure cristalline du produit pour obtenir des LDH avec une structure en couches évidente. Le mélange a été placé dans un autoclave, et à une certaine température, des réactions statiques de différentes durées ont été effectuées pour obtenir des LDH.
3. Méthode d'échange d'ions
La méthode d'échange d'ions consiste à échanger les anions intercouches des LDH existantes avec d'autres anions invités pour obtenir un nouveau type de composé LDH invité. Le nombre et le type d'anions entre les couches peuvent être ajustés en fonction des propriétés souhaitées. L'anion invité, le milieu d'échange, le pH et le temps de réaction ont tous une grande influence sur le processus d'échange d'ions.
4. Méthode de récupération de torréfaction
La méthode de récupération de torréfaction est divisée en deux étapes. Les LDH ont d'abord été calcinées à haute température à 500–800 ° C, et l'intercouche CO32−, NO3− ou d'autres molécules d'anions organiques ont pu être éliminées après le processus de calcination. La structure lamellaire s'est effondrée pour obtenir des oxydes doubles en couches (LDO). Puis, selon l'effet mémoire du LDO, il absorbe les anions pour se reconstituer en LDH en solution aqueuse. L'avantage de la méthode de récupération par calcination est que l'hydrotalcite anionique souhaitée peut être obtenue de manière ciblée et qu'elle peut éliminer la concurrence avec les anions organiques, améliorer la résistance aux acides et être appliquée dans une plage de pH plus large. Il faut également considérer qu'une température de calcination trop élevée peut détruire la structure en couches de l'hydrotalcite. De plus, il convient de prêter attention à la concentration des milieux anioniques lors de la récupération.
Le talc utilisé pour le renforcement et la modification du plastique est-il plus blanc, mieux c'est ?
Le renforcement et la modification du plastique sont un domaine d'application important du talc, en particulier pour la modification du polypropylène dans les industries de l'automobile et de l'électroménager, et la blancheur est un indicateur important des produits à base de talc. Alors, la poudre de talc pour plastiques est-elle plus blanche, mieux c'est ?
La blancheur du talc utilisé dans la plasturgie est généralement exprimée par CIE Lab (L*a*b*). En plus de mesurer la blancheur sèche, la blancheur humide est également mesurée. La blancheur sèche est la définition de la blancheur au sens usuel. La blancheur humide est la blancheur de la poudre de talc après addition d'une quantité appropriée de DMP (phtalate de diméthyle) ou de DOP (phtalate de dioctyle).
Les facteurs qui déterminent la blancheur du talc ne sont pas seulement la matière première elle-même, mais aussi la taille des particules, l'humidité et les impuretés. S'il contient des impuretés foncées, telles que du sulfure de fer, du graphite, etc., plus le produit est fin, plus la blancheur est faible.
Il existe de nombreuses couleurs de talc dans la nature. Le talc de couleur claire est blanc après broyage, mais après mélange avec de la résine, la couleur de la matrice montrera plus ou moins la vraie couleur du talc. Cet inconvénient limite la polyvalence du talc, en particulier l'utilisation de talc de couleur foncée dans les plastiques. Par rapport à la blancheur sèche, la blancheur humide peut refléter plus intuitivement le degré auquel le talc modifie la couleur de la matrice plastique. Plus la valeur b*(b) de la blancheur humide est faible, plus le changement de couleur de la matrice plastique est faible.
La majeure partie du talc mondial n'est pas blanche. Le talc blanc provient principalement de Chine, d'Afghanistan et d'Inde, ce qui est relativement limité. Avec la demande croissante de talc blanc dans l'industrie des plastiques, le prix n'a cessé d'augmenter au cours des 20 dernières années. La pénurie de talc blanc est une tendance à long terme dans l'avenir. En fait, le talc blanc n'est pas nécessaire dans de nombreuses applications. Par exemple, dans l'amélioration et la modification du plastique foncé, l'effet d'amélioration de l'utilisation de talc blanc et de talc foncé est le même.
Les tests montrent que pour chaque augmentation de 1 % de la blancheur humide du talc, la blancheur du produit final n'augmente que de 0,2 % à 0,3 %. La poursuite unilatérale de la blancheur du talc n'a pas de sens. Dans le passé, parce que le prix du talc blanc était trop bas, de nombreux utilisateurs ne pensaient pas beaucoup à l'augmentation du coût d'utilisation du talc blanc. Avec la réduction de l'offre et l'augmentation des prix, il est nécessaire de changer les habitudes d'utilisation et d'améliorer l'utilisation globale des ressources.
La poudre de talc utilisée pour l'amélioration et la modification doit également contrôler le nombre de points noirs, en particulier pour les produits de couleur claire qui ont des exigences plus élevées en matière d'apparence. Ces points noirs se forment après le broyage de minerai de sulfure de fer naturel, de minéraux sombres tels que le graphite ou d'impuretés sombres provenant de l'exploitation minière. Une petite quantité de points noirs n'a pratiquement aucun effet sur la blancheur, mais des défauts visibles de points noirs se formeront à la surface des produits en plastique de couleur claire, affectant l'apparence. Un grand nombre de points noirs affectera négativement la blancheur. Les impuretés seront davantage brisées avec l'augmentation de la finesse de la poudre, ce qui entraînera une diminution de la blancheur de la poudre.
Croissance régulière de la taille du marché de la silice pour dentifrice
La silice est un abrasif de haute qualité qui s'est développé rapidement ces dernières années. C'est le seul abrasif pour préparer des dentifrices transparents et translucides. Il présente les avantages d'une faible valeur de frottement et d'une bonne compatibilité avec le fluor. Sa valeur de friction, sa valeur d'absorption d'huile, sa surface spécifique, sa capacité d'absorption d'eau, sa transmission de la lumière, son indice de réfraction, etc. peuvent être ajustés dans une large gamme pour répondre aux besoins de chaque formule, et la pâte peut également avoir une excellente thixotropie, dispersibilité, stabilité et autres propriétés physiques et chimiques.
L'espace de marché mondial dans le domaine du dentifrice est d'environ 300 000 tonnes, dont environ 60 000 tonnes sont nationales, et il devrait maintenir une croissance stable. Les rapports sur la croissance du marché montrent que la taille du marché mondial de la silice pour dentifrice en 2021 sera de 390 millions de dollars américains, avec un taux de croissance composé de 4,85 % de 2021 à 2028, et que la taille du marché atteindra 494 millions de dollars américains d'ici 2026, dont le marché intérieur. demande de silice dans l'industrie du dentifrice L'échelle est proche de 800 millions de yuans, correspondant à un prix moyen d'environ 0,8 à 15 000/tonne (la demande du marché mondial/domestique est de 30/60 000 tonnes).
Avec l'amélioration de la sensibilisation à la santé, le marché des soins bucco-dentaires dans lequel se trouve le dentifrice devrait atteindre un TCAC de 10 % au cours des cinq prochaines années. Frost & Sullivan prévoit que les ventes au détail totales du marché des soins bucco-dentaires de mon pays atteindront 152,2 milliards de yuans en 2025, avec un TCAC de 10 %. Le dentifrice est le principal produit de nettoyage buccal, représentant 60% du marché des soins bucco-dentaires, et en tant que nécessités quotidiennes, le prix unitaire est relativement bas, avec une demande rigide, et la taille du marché devrait croître régulièrement.
L'espace du marché intérieur de la silice pour le dentifrice est d'environ 800 millions et la demande est d'environ 60 000 tonnes. Les abrasifs sont les principales matières premières du dentifrice, représentant généralement 20 à 30 % de la formule totale (en poids), et ont un impact important sur les fonctions de base du dentifrice pour nettoyer la bouche et réduire les taches sur les dents. La demande mondiale devrait se situer entre 300 000 et 350 000 tonnes selon les rapports de croissance du marché ; la consommation intérieure de silice pour dentifrice en 2019 est de 45 000 tonnes, et l'Association chinoise des produits de nettoyage et de soins buccaux prévoit l'ampleur de la demande intérieure de silice pour dentifrice en 2026. Elle est proche de 800 millions de yuans, ce qui correspond à un prix moyen de 0,8- 15 000/tonne, et la demande du marché est d'environ 60 000 tonnes, avec un taux de croissance composé de 5 % en 2021-2026.
Dans le cadre de la tendance à l'amélioration de la consommation, la proportion de silice dans les abrasifs devrait augmenter
En tant qu'abrasif de haute qualité pour le dentifrice, le taux de pénétration de la silice sur le marché intérieur devrait encore augmenter dans le cadre de la mise à niveau de la consommation.
La silice devrait parvenir à une substitution de produit en raison de la forte hausse du prix de l'hydrogénophosphate de calcium. La roche phosphatée est une ressource non renouvelable et a été approuvée par le Conseil d'État en tant que minéral stratégique, et son exploitation est strictement contrôlée. Dans le même temps, l'industrie chimique du phosphore est une industrie très polluante et très consommatrice d'énergie. Le taux d'exploitation est limité dans un contexte de protection de l'environnement et de double carbone, et dans un contexte d'approvisionnement tendu Le prix du phosphate continue de grimper à 4 000 yuans/tonne, soit une augmentation de près de 100 % depuis le début de 2020, et le prix de l'hydrogénophosphate de calcium de qualité alimentaire a été plus élevé que le prix du dioxyde de silicium, de sorte que le dioxyde de silicium devrait réaliser la réalisation de l'hydrogénophosphate dans les 1 à 2 prochaines années. Remplacement rapide du calcium.
Le carbonate de calcium présente des inconvénients tels que des dommages aux dents et sera remplacé à un rythme accéléré dans le cadre de la tendance à la hausse de la consommation. La valeur RDA du carbonate de calcium naturel est généralement élevée, ce qui endommage facilement les gencives et la dentine. De plus, le carbonate de calcium réagit facilement avec le fluor libre dans les dentifrices fluorés pour produire du fluorure de calcium insoluble, ce qui affecte l'efficacité des dentifrices fluorés. À l'heure actuelle, la proportion de dentifrice de qualité A (> 9 yuans par bâtonnet) sur le marché intérieur a atteint 55 %, et la proportion de carbonate de calcium diminuera sous la tendance à l'amélioration de la consommation. Et la hausse du prix du carbonate de calcium fait également disparaître l'avantage du prix bas.