Modifikasi permukaan (aktivasi) talk dan aplikasinya dalam plastik dan pelapis
Talk adalah silikat terhidrasi dengan rumus kimia 3MgO·4SiO2·H2O. Bentuk kristalnya bisa berupa serpihan, daun, jarum, dan balok.
Struktur talk murni terdiri dari lapisan brucite (magnesium hidroksida, MgO·H2O) yang diapit di antara dua lapisan silika, dengan lapisan-lapisan yang ditumpuk di atas satu sama lain dan lapisan talk yang berdekatan terikat oleh gaya van der Waals yang lemah. Ketika geseran diterapkan padanya, lapisan-lapisan tersebut dapat dengan mudah bergeser satu sama lain.
Talk bersifat inert terhadap sebagian besar reagen kimia, tidak terurai ketika bersentuhan dengan asam, merupakan konduktor listrik yang buruk, memiliki konduktivitas termal yang rendah dan ketahanan guncangan termal yang tinggi, dan tidak terurai ketika dipanaskan hingga 900°C.
Sifat-sifat talk yang luar biasa ini menjadikannya sebagai pengisi yang baik dan banyak digunakan dalam bidang plastik dan pelapis, tetapi permukaan talk yang hidrofilik membatasi penerapannya dalam beberapa bidang hidrofobik. Untuk lebih meningkatkan kinerjanya dan memperluas area aplikasinya, modifikasi permukaan diperlukan.
1. Metode modifikasi permukaan dan pengubah yang umum digunakan untuk bedak
(1) Pengubah permukaan yang umum digunakan untuk bedak
Untuk membuat bedak lebih terikat dengan polimer, ada dua jenis pengubah utama yang saat ini digunakan untuk modifikasi:
Agen penggandeng: terutama titanat, aluminat, silana, dan asam stearat. Titanat lebih umum digunakan. Struktur molekulnya adalah R´-O-Ti-(O-X-R-Y)n, di mana R´O- dapat bereaksi dengan struktur kimia permukaan pengisi, R adalah gugus terjerat rantai panjang dengan struktur lemak atau aromatik, yang dapat meningkatkan kompatibilitas antara polimer dan pengisi, dan Y adalah gugus reaktif aktif yang dapat mengikat silang atau berikatan dalam sistem pengisian polimer.
Surfaktan: terutama natrium dodecylbenzene sulfonate, natrium dodecyl sulfonate, dodecyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium chloride, natrium olefin sulfonate, dll., yang memiliki efek yang sama sebagai agen penggandeng dalam meningkatkan kompatibilitas antara polimer dan pengisi, tetapi mekanisme pengikatannya ke permukaan pengisi berbeda dari agen penggandeng.
(2) Metode modifikasi permukaan bedak talk
Modifikasi pelapisan permukaan: Menutupi permukaan partikel dengan surfaktan untuk memberikan partikel sifat baru adalah metode umum saat ini.
Metode mekanokimia: Metode modifikasi yang menggunakan penghancuran, gesekan, dan metode lain untuk meningkatkan aktivitas permukaan. Metode ini menghancurkan dan menggosok partikel yang relatif besar agar menjadi lebih kecil.
Modifikasi film eksternal: Metode melapisi lapisan polimer secara merata pada permukaan partikel untuk mengubah sifat permukaan partikel. Untuk bedak talk, bedak talk dapat dihancurkan dan diaktifkan terlebih dahulu, kemudian diadsorpsi dengan surfaktan dalam kondisi tertentu, kemudian diadsorpsi dengan monomer melalui surfaktan, dan akhirnya monomer mengalami polimerisasi untuk mencapai efek pelapisan permukaan.
Modifikasi aktif lokal: Menggunakan reaksi kimia untuk membentuk berbagai gugus fungsi pada permukaan partikel guna mencapai tujuan modifikasi permukaan.
Modifikasi permukaan berenergi tinggi: Menggunakan pelepasan energi tinggi, sinar ultraviolet, sinar plasma, dll. untuk memodifikasi permukaan partikel. Metode ini menggunakan energi besar yang dihasilkan oleh pelepasan energi tinggi, sinar ultraviolet, sinar plasma, dll. untuk memodifikasi permukaan partikel, sehingga permukaannya aktif. Meningkatkan kompatibilitas partikel dan polimer.
Modifikasi reaksi presipitasi: modifikasi menggunakan reaksi presipitasi. Metode ini menggunakan efek presipitasi untuk melapisi permukaan partikel guna mencapai efek modifikasi.
2. Aplikasi bedak talk dalam bidang plastik
Bedak talk mengisi plastik untuk meningkatkan kekakuan, stabilitas dimensi, dan pelumasan produk, mencegah pergerakan suhu tinggi, mengurangi keausan pada mesin cetak, dan membuat polimer meningkatkan kekerasan dan ketahanan pergerakan melalui pengisian sementara kekuatan benturan pada dasarnya tetap tidak berubah. Jika ditangani dengan benar, bedak talk dapat meningkatkan ketahanan guncangan panas polimer, meningkatkan penyusutan cetakan plastik, modulus elastisitas lentur, dan kekuatan luluh tarik produk.
Aplikasi dalam material PP: Aplikasi ini adalah yang paling banyak dipelajari dan paling banyak digunakan. Sekarang bedak talk banyak digunakan dalam suku cadang otomotif, seperti bemper otomotif, suku cadang periferal mesin, suku cadang AC, dasbor, lampu depan, sasis, pedal, dan suku cadang lainnya.
Aplikasi dalam mobil: Material PP memiliki berbagai macam sumber, kepadatan rendah, dan dapat dimodifikasi untuk meningkatkan sifat fisik dan kimianya. Bedanya, bedak talk dapat mengurangi biaya, mengurangi berat, dan mengurangi konsumsi bahan bakar tanpa mengurangi sifat mekanis. Misalnya, kipas pendingin otomotif yang disuntik dengan bahan PP yang diisi dengan bedak talk tidak hanya ringan dan rendah kebisingan, tetapi juga meningkatkan efisiensi pendinginan.