Metode Modifikasi Organik Mineral Lempung
Dibandingkan dengan adsorben lainnya, mineral lempung sering digunakan sebagai adsorben alami karena harganya yang murah, luas permukaan spesifik yang besar, dan kapasitas tukar kation yang tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir, orang menggunakan mineral tanah liat alami seperti kaolinit, montmorillonit, ilit dan bentonit untuk menghilangkan polutan organik dan polutan anion dalam air. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa mineral lempung alami memiliki kapasitas adsorpsi tertentu untuk polutan anionik, tetapi kapasitas adsorpsinya untuk polutan organik lemah. Hal ini dikarenakan banyaknya kation anorganik hidrofilik pada permukaan mineral lempung, membuat permukaan mineral lempung bersifat hidrofilik dalam keadaan basah, dan sulit untuk langsung menyerap polutan organik hidrofobik.
Dengan memodifikasi mineral lempung alami dengan surfaktan, polimer, dan agen penghubung silan, permukaan mineral lempung dapat diubah dari hidrofilik menjadi hidrofobik, dan adsorben organoclay dengan biaya rendah dan kinerja adsorpsi yang kuat dapat diperoleh. Ini dapat secara efektif meningkatkan adsorpsi mineral tanah liat ke polutan organik hidrofobik.
1. Surfaktan
Molekul surfaktan tersusun atas dua gugus dengan sifat yang sama sekali berbeda, yaitu gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik. Menurut disosiasi gugus hidrofilik dalam larutan berair, surfaktan dapat dibagi menjadi surfaktan kationik, surfaktan anionik, dan surfaktan nonionik. Dan karena keramahan lingkungan dan toksisitasnya yang rendah, sering digunakan sebagai pengubah tanah liat.
(1) Surfaktan kationik
Mekanisme penggunaan surfaktan kationik untuk memodifikasi mineral lempung biasanya merupakan reaksi pertukaran ion, yaitu kation organik pada surfaktan kationik menggantikan kation anorganik (seperti Na+, Ca2+, dll.) di antara lapisan mineral lempung.
(2) Surfaktan anionik
Gugus hidrofilik surfaktan anionik merupakan gugus bermuatan negatif, dan terdapat juga gugus bermuatan negatif pada permukaan mineral lempung, sehingga surfaktan anionik tidak dapat teradsorpsi pada permukaan mineral lempung dengan tarikan elektrostatik. Saat ini, mekanisme modifikasi surfaktan anionik pada mineral lempung terutama adalah ikatan hidrofobik dan pembentukan ikatan hidrogen.
(3) Surfaktan komposit kationik dan anionik
(4) Surfaktan Gemini
Surfaktan Gemini (surfaktan dimer) terdiri dari dua rantai karbon alkil hidrofobik dan gugus hidrofilik, gugus penghubung dan gugus kontra-ionik. Dibandingkan dengan surfaktan kationik amonium kuaterner alkil tradisional, mineral tanah liat yang dimodifikasi oleh surfaktan gemini biasanya memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dan pelepasan pengubah yang lebih rendah, sehingga banyak digunakan di bidang pembuangan limbah.
(5) Surfaktan non-ionik
Surfaktan nonionik tidak berdisosiasi dalam air, dan gugus hidrofiliknya biasanya gugus ester, gugus karboksil, dan gugus hidroksil, yang dapat berinteraksi dengan gugus hidroksil pada permukaan mineral lempung untuk menghasilkan ikatan hidrogen dan menyerap pada permukaan mineral lempung.
Selain itu, telah dilaporkan bahwa mineral organoclay yang dimodifikasi oleh surfaktan nonionik memiliki jarak antar lapisan yang lebih besar dan stabilitas kimia yang lebih tinggi daripada mineral organoclay yang dimodifikasi oleh surfaktan kationik, dan memiliki prospek aplikasi yang lebih baik.
2. Polimer
Polimer dapat memodifikasi mineral lempung melalui adsorpsi fisik, pertukaran ion dan pencangkokan kimia, dan meningkatkan kinerja adsorpsi mineral lempung.
Metode modifikasi adsorpsi fisik mengacu pada polimer yang teradsorpsi pada permukaan mineral lempung karena gugus bermuatan atau fungsionalnya sendiri membentuk ikatan hidrogen dengan gugus hidroksil pada permukaan mineral lempung, dan mengubah sifat fisik dan kimia dari permukaan. Keuntungan adsorpsi fisik adalah tidak mengubah struktur mineral lempung. Kerugiannya adalah gaya antara polimer dan permukaan mineral lempung relatif lemah, dan mudah terganggu oleh faktor-faktor seperti suhu dan nilai pH.
Pencangkokan kimiawi polimer ke permukaan mineral lempung termasuk dalam adsorpsi kimiawi, dan kondensasi polimer dan gugus reaktif mineral lempung membuat polimer terikat pada permukaan mineral lempung. Mineral lempung yang dimodifikasi oleh adsorpsi kimia lebih stabil daripada yang dimodifikasi oleh adsorpsi fisik.
3. Agen penghubung silan
Agen penghubung silan, juga dikenal sebagai organosilan, terdiri dari gugus yang tidak dapat dihidrolisis, gugus alkilena rantai pendek, dan gugus yang dapat dihidrolisis. Agen kopling silan memodifikasi mineral lempung, biasanya dengan menghidrolisis gugus silan yang dapat dihidrolisis menjadi gugus hidroksil dan kemudian mengembunkan dengan gugus hidroksil pada permukaan mineral lempung untuk membentuk ikatan kovalen Si-O-Si atau Si-O-Al yang stabil dan teradsorpsi pada tanah liat. permukaan mineral.
Empat tren perkembangan utama teknologi kalsium karbonat untuk pembuatan kertas
Sebagai bahan pengisi dan pigmen pelapis pembuatan kertas yang penting, kalsium karbonat telah menunjukkan kelebihannya yang unik dan memiliki potensi untuk terus berkembang. Karena industri kertas memiliki persyaratan yang lebih ketat pada kualitas produk dan jenis produk yang lebih beragam, modifikasi permukaan, nanoteknologi, spesialisasi, dan pengembangan produk kalsium karbonat baru akan menjadi arah baru untuk pengembangan teknologi produk kalsium karbonat.
1. Modifikasi permukaan
Kalsium karbonat adalah zat anorganik, permukaan partikel bersifat polar, hidrofilik dan oleofobik, dan memiliki aglomerasi, kompatibilitas yang buruk dengan polimer organik, dispersi tidak merata dalam bahan dasar polimer, daya ikat rendah, dan antarmuka yang mudah diproduksi Cacat menyebabkan produk tidak stabil kualitas. Kalsium karbonat tanpa modifikasi permukaan sebagai bahan pengisi pembuatan kertas memiliki kelemahan seperti kompatibilitas dan daya ikat yang buruk dengan serat pulp, tingkat retensi yang rendah pada kertas, dan kekuatan mekanik kertas yang berkurang. Oleh karena itu, kalsium karbonat perlu dimodifikasi permukaannya agar lebih baik digunakan dalam industri kertas.
Proses modifikasi permukaan kalsium karbonat terutama meliputi proses modifikasi kering, proses modifikasi basah dan proses modifikasi in-situ. Umumnya, kalsium karbonat berat yang dibuat dengan penggilingan kering menggunakan proses modifikasi kering, dan kalsium karbonat berat yang dibuat dengan penggilingan basah mengadopsi proses modifikasi basah. Kalsium karbonat ringan dibuat dengan metode kimia, umumnya menggunakan proses modifikasi in-situ. Pengubah yang umum digunakan untuk modifikasi permukaan kalsium karbonat untuk pembuatan kertas terutama meliputi zat penghubung, polimer, dan zat anorganik.
2. Nanoisasi
Setelah menambahkan pengisi nano-kalsium karbonat dalam proses pembuatan kertas, kertas memiliki karakteristik sebagai berikut: dapat memperlambat penuaan kertas, sehingga kertas dapat disimpan lebih lama; itu dapat membuat kertas menyerap sejumlah sinar ultraviolet; itu membuat kertas tidak mudah menguning atau pudar Rapuh, dan memiliki sifat isolasi yang baik, dll.
Nano-kalsium karbonat digunakan sebagai pigmen pelapis pembuatan kertas, yang bermanfaat untuk meningkatkan kilap, keputihan, dan warna pelapis kertas yang dilapisi; itu dapat memastikan kemurnian warna pigmen putih; itu bermanfaat untuk meningkatkan opasitas, kilap dan kilap pencetakan kertas, dll. Sifat optik; dapat mengubah sifat reologi larutan persiapan pelapisan; menyadari fungsionalisasi kertas pelapis, seperti isolasi, konduktivitas, sifat antibakteri, dll.
Sebagai pengisi pembuatan kertas, nano-kalsium karbonat umumnya digunakan dalam produksi produk kertas khusus, seperti popok, pembalut wanita, kertas cetak jet warna, handuk kertas, dan film bernapas.
3. Spesialisasi
Kertas yang berbeda memiliki sifat yang berbeda dan membutuhkan sifat kalsium karbonat yang berbeda. Untuk meningkatkan nilai ekonomi, produk kalsium karbonat yang sesuai dapat dikembangkan untuk jenis kertas tertentu, sehingga dapat menekan biaya produksi sekaligus memenuhi persyaratan penggunaan.
Kertas rokok bermutu tinggi mensyaratkan bahwa kalsium karbonat ringan yang digunakan sebagai pengisi harus memiliki bentuk kristal berbentuk spindel yang relatif lengkap, dengan butiran kristal yang seragam dan teratur; ukuran partikelnya sebagian besar terdistribusi sekitar 1-2 μm, dan tidak ada partikel berukuran besar (>5 μm); dan Kinerja dispersi dan ikatan yang baik dalam pulp.
4. Mengembangkan produk baru kalsium karbonat
(1) campuran kalsium karbonat
Campuran kalsium karbonat (HCC) adalah dengan menggunakan polimer ionik untuk menyiapkan campuran kalsium karbonat tanah dan kalsium oksida menjadi pra-penggumpalan, dan kemudian memperlakukan pra-penggumpalan dengan karbon dioksida untuk membentuk kalsium karbonat baru antara GCC dan akhirnya membentuk kalsium asam karbonat produk. Proses persiapan kalsium karbonat pasca-campuran kira-kira sama dengan proses persiapan HCC, kecuali bahwa agregat pertama hanya dibentuk dari kalsium karbonat tanah, dan setelah pra-penggumpalan kalsium karbonat tanah disiapkan, jumlah kalsium oksida yang sama dengan proses HCC ditambahkan, dan kemudian karbon dioksida disuntikkan. Kalsium karbonat baru terbentuk di bagian luar agregat pertama GCC, dan produk akhir kalsium karbonat adalah kalsium karbonat pasca-campuran (PostHCC atau pHCC).
(2) Kumis kalsium karbonat
Kumis kalsium karbonat milik struktur kristal kalsium karbonat aragonit, memiliki modulus elastisitas tinggi, tahan panas, ketahanan aus dan insulasi panas dan sifat baik lainnya, dan memiliki bahan kumis dengan rasio aspek besar, serat pendek dan diameter kecil (tingkat Mikron) dan karakteristik kekuatan tinggi. Ini banyak digunakan di bidang pembuatan kertas, bahan semen, bahan bangunan, pelapis dan bahan pembuatan mobil.
Metode modifikasi permukaan bubuk mikro silikon
Dalam proses aplikasi, bubuk mikro silikon terutama terdiri dari pengisi fungsional dengan polimer polimer organik, sehingga meningkatkan kinerja keseluruhan bahan komposit. Bubuk mikro silikon itu sendiri adalah zat polaritas dan hidrofilisitas. Ini berbeda dari atribut antarmuka matriks matriks polimer polimer dan kurang kompatibel. Seringkali sulit untuk dibubarkan dalam bahan dasar. Oleh karena itu, modifikasi permukaan bubuk mikro silikon biasanya diperlukan. Bergantung pada kebutuhan aplikasi, sifat fisik dan kimia dari permukaan micr -mowder silikon diubah, sehingga meningkatkan kompatibilitas bahan polimer organiknya, dan memenuhi kebutuhan desentralisasi dan likuiditas bahan polimer.
Kualitas Bahan Mikro -Mikro Silikon, proses modifikasi, metode modifikasi permukaan dan agen yang dimodifikasi, dosis pengubah, kondisi proses yang dimodifikasi (suhu pengubah, waktu, pH, dan kecepatan pencampuran) dan faktor -faktor lain yang semuanya mempengaruhi efek modifikasi permukaan permukaan silicon microfanten. Metode modifikasi permukaan dan pengubah adalah faktor utama yang mempengaruhi efek yang dimodifikasi.
1. Kualitas bahan baku mikrofin silikon
Jenis, ukuran partikel, luas permukaan, dan kelompok bubuk silikon berorientasi permukaan secara langsung mempengaruhi kombinasi pengubah permukaannya. Berbagai jenis efek modifikasi mikro -mikro silikon juga berbeda. Di antara mereka, bubuk mikro silikon bola memiliki likuiditas yang baik. Mudah untuk digabungkan dengan pengubah selama proses modifikasi. Dan kinerja kepadatan, kekerasan, dan konstanta dielektrik secara signifikan lebih baik daripada microfim silikon sudut.
Secara umum, semakin kecil ukuran partikel silikon microfanten, semakin besar luas permukaan, semakin banyak jumlah situs aktif di permukaan, dan peningkatan jumlah pengubah. Selain itu, dalam proses penerapan mikrofim silikon dari granularitas yang berbeda, ia juga memiliki dampak tertentu pada kinerja produk hilir. Misalnya, dalam proses dicampur dengan pencampuran resin dengan resin, distribusi ukuran partikel harus dikontrol secara ketat. Seharusnya tidak terlalu besar atau terlalu kecil. Ukuran ukurannya terlalu besar. Esensi
2. Metode modifikasi permukaan dan agen yang dimodifikasi
Saat ini, metode modifikasi permukaan bubuk mikro silikon terutama modifikasi organik, modifikasi anorganik, dan modifikasi kimia mekanik. Metode yang paling umum digunakan adalah modifikasi organik. Saat efek modifikasi tunggal buruk
(1) Modifikasi Organik
Modifikasi organik adalah metode adsorpsi fisik, adsorpsi kimia, dan reaksi kimia pada permukaan microfilling silikon pada permukaan silikon micro -lower untuk mengubah sifat permukaan mikrofan silikon. Saat ini, agen modifikasi organik yang paling umum digunakan adalah agen kopling sibidin, yang terutama mencakup amino, epoksi, etilen, sulfur, dan jenis lainnya. Efek modifikasi biasanya bagus, tetapi harganya mahal. Beberapa peneliti menggunakan asam lemak aluminat, titanate, dan keras untuk membuat mikrofimer silikon dengan harga yang relatif rendah, tetapi efek modifikasi seringkali tidak sebagus agen kopling silicane. Dua atau lebih surfaktan diperparah dengan mikrofimeter silikon, dan efek yang dimodifikasi seringkali lebih ideal daripada pengubah tunggal.
(2) modifikasi anorganik
Modifikasi anorganik mengacu pada fungsi bahan baru untuk memberikan bahan pada permukaan microfimy silikon atau logam komposit, oksida anorganik, hidroksida, dll. Misalnya, Oyama dan lainnya menggunakan metode curah hujan untuk menutupi Al (OH) 3 di permukaan pada SiO2, dan kemudian menggunakan SiO2 setelah pembungkus phenylphenylene berbasis polietilen, yang dapat memenuhi beberapa kebutuhan aplikasi khusus.
(3) Modifikasi Kimia Mekanik
Modifikasi kimia mekanik mengacu pada penggunaan pertama penghancuran ultra -halus dan daya mekanik yang kuat lainnya untuk mengaktifkan permukaan partikel bubuk untuk meningkatkan titik aktif atau kelompok aktif pada permukaan mikrofan silikon, dan kemudian menggabungkan agen yang dimodifikasi untuk mencapai Modifikasi senyawa silikon mikrofan.
Penerapan peralatan penghancuran jet dalam produksi titanium dioksida
1. Prinsip penggilingan jet
Peralatan penggilingan jet meliputi pabrik jet, pabrik jet, atau pabrik energi fluida, yang menggunakan energi aliran udara berkecepatan tinggi atau uap super panas untuk membuat partikel berbenturan, bertabrakan, dan bergesekan satu sama lain untuk mencapai penghancuran atau depolimerisasi ultrahalus. Prinsip umum penggilingan jet: Udara terkompresi kering dan bebas minyak atau uap super panas dipercepat menjadi aliran udara supersonik melalui nosel Laval, dan jet berkecepatan tinggi yang dikeluarkan mendorong material untuk bergerak dengan kecepatan tinggi, menyebabkan partikel bertabrakan. dan bergesekan satu sama lain untuk dihancurkan. Bahan yang dihancurkan tiba di area klasifikasi dengan aliran udara, dan bahan yang memenuhi persyaratan kehalusan akhirnya dikumpulkan oleh pengklasifikasi, dan bahan yang tidak memenuhi persyaratan dikembalikan ke ruang penghancur untuk melanjutkan penghancuran.
2. Klasifikasi peralatan penggilingan jet
Terutama ada beberapa jenis pabrik jet yang digunakan di industri negara saya: pabrik jet datar, pabrik jet jet fluidized bed, pabrik jet tabung sirkulasi, pabrik jet counter, dan pabrik jet target. Di antara jenis pabrik jet ini, pabrik jet datar, pabrik jet fluidized bed, dan pabrik jet tabung sirkulasi banyak digunakan.
2.1 Pabrik jet kontra jet
Setelah material memasuki ruang penghancur melalui pengumpan sekrup, energi tumbukan dari aliran udara berkecepatan tinggi disemprotkan oleh beberapa nozel yang relatif terpasang, dan ekspansi aliran udara yang cepat membentuk benturan dan gesekan yang dihasilkan oleh suspensi dan pendidihan bahan. fluidized bed untuk menghancurkan material. Serbuk campuran kasar dan halus didorong oleh aliran udara bertekanan negatif melalui perangkat klasifikasi turbin yang dipasang di bagian atas. Serbuk halus dipaksa melewati perangkat klasifikasi dan dikumpulkan oleh kolektor siklon dan bag filter. Serbuk kasar dibuang oleh gravitasi dan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh perangkat klasifikasi berputar berkecepatan tinggi. Ia pergi ke empat dinding dan kembali ke ruang penghancur untuk melanjutkan penghancuran.
2.2 Pabrik jet datar
Aliran udara bertekanan tinggi sebagai energi kinetik penghancur memasuki kantong penyimpanan udara yang distabilkan tekanannya di pinggiran ruang penghancur sebagai stasiun distribusi udara. Aliran udara dipercepat menjadi aliran udara supersonik melalui nosel Laval dan kemudian memasuki ruang penghancur, dan material dipercepat ke dalam ruang penghancur melalui nosel Venturi. Lakukan penghancuran secara bersamaan. Karena nosel Laval dan ruang penghancur dipasang pada sudut yang tajam, aliran jet berkecepatan tinggi mendorong material untuk bersirkulasi di ruang penghancur, dan partikel bertabrakan, bertabrakan, dan bergesekan satu sama lain serta dengan dinding pelat target tetap untuk dihancurkan. Didorong oleh aliran udara sentripetal, partikel halus dimasukkan ke dalam pipa saluran keluar pusat dari pulverizer dan masuk ke pemisah siklon untuk dikumpulkan, sedangkan bubuk kasar dibuang ke dinding sekitar ruang pulverisasi di bawah aksi gaya sentrifugal untuk gerakan melingkar. dan melanjutkan penghancuran.
2.3 Pabrik jet tabung sirkulasi
Bahan mentah dimasukkan ke dalam ruang penghancur melalui nosel Venturi, dan udara bertekanan tinggi disemprotkan ke dalam ruang penghancur berbentuk tabung yang bersirkulasi dengan diameter yang tidak sama dan kelengkungan variabel melalui sekelompok nozel, mempercepat partikel untuk bertabrakan, bertabrakan , gosok dan hancurkan satu sama lain. Pada saat yang sama, aliran yang berputar-putar juga mendorong partikel yang dihancurkan ke atas ke area klasifikasi di sepanjang pipa, dan aliran material padat didorong di bawah aksi medan gaya sentrifugal di area klasifikasi, dan partikel halus dibuang setelah dibuang. diklasifikasikan oleh pengklasifikasi inersia tipe louver di lapisan dalam. Partikel kasar kembali sepanjang downpipe di lapisan luar dan terus dihaluskan secara melingkar.
2.4 Pabrik jet bed terfluidisasi
Pabrik jet (fluidized bed jet mill) adalah udara terkompresi yang dipercepat oleh nosel Laval menjadi aliran udara supersonik dan kemudian disuntikkan ke area penghancuran untuk membuat bahan terfluidisasi (aliran udara mengembang membentuk hamparan terfluidisasi yang menangguhkan dan mendidih dan bertabrakan satu sama lain). Oleh karena itu setiap partikel memiliki keadaan gerak yang sama. Di zona penghancuran, partikel yang dipercepat bertabrakan satu sama lain dan menjadi bubuk di persimpangan masing-masing nosel. Bahan yang dihancurkan dibawa ke area klasifikasi dengan aliran ke atas, dan bubuk halus yang memenuhi persyaratan ukuran partikel disaring oleh roda pengklasifikasi yang disusun secara horizontal, dan bubuk kasar yang tidak memenuhi persyaratan ukuran partikel dikembalikan ke area penghancuran untuk selanjutnya penumpasan. Serbuk halus berkualitas memasuki pemisah siklon efisiensi tinggi dengan aliran udara yang akan dikumpulkan, dan gas berdebu disaring dan dimurnikan oleh pengumpul debu dan kemudian dibuang ke atmosfer.
Mengapa bedak talek harus dimodifikasi permukaannya?
Talk adalah mineral magnesium silikat terhidrasi dengan insulasi listrik yang baik, tahan panas, stabilitas kimia, pelumasan, penyerapan minyak, daya persembunyian, dan sifat pemrosesan mekanis. Ini banyak digunakan dalam kosmetik, cat, pelapis, pembuatan kertas, plastik, kabel, keramik, bahan tahan air dan bidang lainnya.
1. Mengapa bedak talek harus dimodifikasi permukaannya?
Seperti bahan bubuk mineral non-logam lainnya, perawatan organik permukaan bedak talek diperlukan. Hal ini disebabkan permukaan bedak talk mengandung gugus hidrofilik dan memiliki energi permukaan yang tinggi. Sebagai pengisi anorganik dan bahan molekul organik polimer tinggi, ada perbedaan besar dalam struktur kimia dan bentuk fisik. Itu tidak memiliki afinitas dan membutuhkan Partikel bedak talk dirawat di permukaan untuk meningkatkan kekuatan pengikat antarmuka antara bedak talk dan polimer, dan meningkatkan dispersi seragam dan kompatibilitas partikel bedak talk dan polimer.
2. Apa metode modifikasi permukaan bedak talk?
(1) Metode modifikasi cakupan permukaan
Metode modifikasi pelapisan permukaan adalah dengan menutupi zat aktif permukaan atau zat penggandeng pada permukaan partikel, sehingga zat surfaktan atau zat penggandeng digabungkan dengan permukaan partikel melalui adsorpsi atau ikatan kimia, sehingga permukaan partikel perubahan dari hidrofilik menjadi hidrofobik, memberikan sifat partikel baru yang meningkatkan kompatibilitas partikel dengan polimer. Metode ini saat ini merupakan metode yang paling umum digunakan.
(2) Metode mekanokimia
Metode mekanokimia adalah membuat partikel yang relatif besar menjadi lebih kecil dengan penghancuran, gesekan, dll., Sehingga aktivitas permukaan partikel meningkat, yaitu untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi permukaannya, menyederhanakan proses, mengurangi biaya, dan membuatnya lebih mudah untuk mengontrol kualitas produk. Penghancuran sangat halus adalah cara penting untuk memproses bahan secara mendalam, dan tujuan utamanya adalah untuk menyediakan produk bubuk berkinerja tinggi untuk industri modern. Proses ini bukanlah pengurangan ukuran partikel yang sederhana, ini mencakup banyak sifat material bubuk kompleks dan perubahan struktural, perubahan mekanokimia.
(3) Metode modifikasi lapisan membran luar
Modifikasi lapisan film luar adalah untuk melapisi lapisan polimer secara seragam pada permukaan partikel, sehingga memberikan sifat baru pada permukaan partikel.
(4) Modifikasi aktif sebagian
Modifikasi sebagian aktif menggunakan reaksi kimia untuk mencangkokkan beberapa gugus atau gugus fungsi pada permukaan partikel yang kompatibel dengan polimer, sehingga partikel anorganik dan polimer memiliki kompatibilitas yang lebih baik, sehingga mencapai tujuan peracikan partikel anorganik dan polimer.
(5) Modifikasi permukaan energi tinggi
Modifikasi permukaan energi tinggi adalah dengan menggunakan energi besar yang dihasilkan oleh pelepasan energi tinggi, sinar plasma, sinar ultraviolet, dll. Untuk memodifikasi permukaan partikel agar permukaan menjadi aktif dan meningkatkan kompatibilitas antara partikel dan polimer.
(6) Modifikasi reaksi pengendapan
Modifikasi reaksi pengendapan Memanfaatkan reaksi pengendapan untuk modifikasi. Metode ini menggunakan efek presipitasi untuk melapisi permukaan partikel, sehingga mencapai efek modifikasi.
3. Pengubah permukaan apa yang biasa digunakan dalam bedak?
(1) Agen penghubung Titanate
Metode modifikasi: Proses pengeringan adalah mengaduk dan mengeringkan bedak talek dalam mixer berkecepatan tinggi yang dipanaskan sebelumnya hingga 100°C-110°C, lalu menambahkan bahan penghubung titanat yang diukur secara merata (diencerkan dengan jumlah yang sesuai dari 15# minyak putih) , Aduk selama beberapa menit untuk mendapatkan bubuk bedak yang dimodifikasi; proses basah adalah mengencerkan agen penggandengan titanat dengan sejumlah pelarut, tambahkan sejumlah bedak, aduk pada suhu 95 ° C selama 30 menit, saring dan keringkan untuk mendapatkan produk bedak bedak yang dimodifikasi.
(2) Agen kopling aluminat
Metode modifikasi: Larutkan aluminat dalam jumlah yang sesuai (seperti jenis L2) dalam pelarut (seperti parafin cair), tambahkan bubuk bedak halus 1250 mesh kering dan haluskan selama 30 menit untuk memodifikasi, dan pertahankan suhu pada 100°C selama jangka waktu tertentu, dan keren. Setelah itu, produk yang dimodifikasi diperoleh.
(3) Agen kopling silan
Cara modifikasi: Buat larutan silane coupling agent (seperti KH-570) dan aduk rata. Teteskan larutan ke dalam bubuk bedak kering, aduk selama 40-60 menit agar bahan perawatan menutupi pengisi sepenuhnya, lalu panaskan dan keringkan untuk mendapatkan bedak bedak yang dimodifikasi.
(4) Fosfat
Metode modifikasi: pertama lapisi dulu bedak talek dalam larutan encer ester asam fosfat pada suhu 80°C selama 1 jam, kemudian keringkan pada suhu sekitar 95°C; akhirnya naikkan suhu ke 125 ° C, dan panaskan selama 1 jam. Dosis fosfat adalah 0,5% -8% dari bedak.
Lima teknologi aplikasi utama micropowder silikon untuk laminasi berlapis tembaga
Saat ini, pengisi anorganik yang digunakan dalam laminasi berlapis tembaga (CCL) terutama meliputi jenis berikut: ATH (aluminium hidroksida), bedak talek, bubuk mikro silikon, kaolin, kalsium karbonat, titanium dioksida, kumis isolasi, pelapis seng molibdat Pengisi anorganik, berlapis mineral lempung, dll. Diantaranya, bahan pengisi anorganik yang paling banyak digunakan adalah bubuk silika.
Serbuk silika, yang banyak digunakan dalam industri CCL sebagai pengisi anorganik, dapat dibagi menjadi tiga jenis: tipe cair, tipe kristal, dan tipe komposit dari struktur molekul; dari morfologi partikel serbuk, dapat dibagi menjadi dua jenis: bentuk sudut dan bentuk bola. Dibandingkan dengan bubuk silika bersudut, bubuk silika berbentuk bola memiliki keunggulan lebih besar dalam hal pengisian, pemuaian termal, dan sifat abrasif.
Secara keseluruhan, teknologi aplikasi filler serbuk silika dapat diringkas menjadi lima aspek berikut:
1. Berorientasi untuk meningkatkan kinerja pelat
Iterasi yang cepat dari produk elektronik telah mengedepankan persyaratan kinerja yang lebih tinggi untuk papan PCB. Sebagai pengisi fungsional, pengisi bubuk mikro silikon dapat meningkatkan berbagai kinerja laminasi berlapis tembaga, dan juga dapat mengurangi biaya produksi. Ini telah menarik lebih banyak perhatian dan digunakan secara luas.
2. Mengoptimalkan ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel bubuk silika
Ukuran partikel pengisi bervariasi dalam proses aplikasi. Ada dua indikator penting untuk partikel pengisi, satu adalah ukuran partikel rata-rata, dan yang lainnya adalah distribusi ukuran partikel. Studi telah menunjukkan bahwa ukuran partikel rata-rata dan kisaran distribusi ukuran partikel pengisi memiliki dampak yang sangat penting pada efek pengisian dan kinerja komprehensif papan.
3. Persiapan dan penerapan spheroidisasi
Metode persiapan micropowder silikon bulat meliputi: metode plasma frekuensi tinggi, metode plasma arus searah, metode busur elektroda karbon, metode nyala pembakaran gas, metode granulasi semprotan lelehan suhu tinggi dan metode sintesis kimia, di antaranya metode persiapan dengan paling banyak prospek aplikasi industri Apakah metode nyala pembakaran gas.
Bentuk bubuk mikrosilika secara langsung mempengaruhi jumlah pengisiannya. Dibandingkan dengan bubuk silika sudut, bubuk silika berbentuk bola memiliki kerapatan curah yang lebih tinggi dan distribusi tegangan yang seragam, sehingga dapat meningkatkan fluiditas sistem, mengurangi viskositas sistem, dan juga memiliki luas permukaan yang lebih besar.
4. Teknologi pengisian tinggi
Jika jumlah pengisi terlalu rendah, kinerjanya tidak dapat memenuhi persyaratan, tetapi dengan bertambahnya jumlah pengisi, viskositas sistem akan meningkat tajam, fluiditas dan permeabilitas material akan menjadi buruk, dan dispersi bahan bubuk silika bulat dalam resin akan sulit, dan aglomerasi akan mudah terjadi.
5. Teknologi modifikasi permukaan
Modifikasi permukaan dapat mengurangi interaksi antara bubuk silika bulat, secara efektif mencegah aglomerasi, mengurangi viskositas seluruh sistem, meningkatkan fluiditas sistem, dan memperkuat bubuk silika bulat dan matriks resin PTFE (polytetrafluoroethylene). Kompatibilitas yang sangat baik, sehingga partikel tersebar merata di dalam lem.
Di masa depan, teknologi penyiapan bubuk silika bulat, teknologi pengisian tinggi, dan teknologi perawatan permukaan masih akan menjadi arah pengembangan pengisi bubuk silika yang penting. Pelajari teknologi pembuatan bubuk silika bulat untuk mengurangi biaya produksi dan membuatnya lebih banyak digunakan. Ketika jumlah pengisian tidak cukup untuk memenuhi persyaratan kinerja yang semakin tinggi, penelitian tentang teknologi pengisian tinggi sangat penting. Teknologi perawatan permukaan sangat penting dalam bidang pengisi anorganik untuk CCL. Berbagai agen kopling yang diteliti dan diterapkan pada tahap ini dapat meningkatkan kinerja sampai batas tertentu, namun masih banyak ruang untuk itu.
Selain itu, penelitian dan aplikasi bahan pengisi anorganik untuk CCL juga akan beralih dari aplikasi bahan pengisi tunggal ke penelitian dan aplikasi bahan pengisi campuran, untuk meningkatkan beberapa sifat CCL pada saat yang bersamaan.
Metode modifikasi permukaan magnesium hidroksida
Sebagai produk kimia anorganik yang ramah lingkungan, magnesium hidroksida memiliki keunggulan suhu dekomposisi termal yang tinggi, kapasitas adsorpsi yang baik, dan aktivitas yang tinggi. Ini banyak digunakan di ruang angkasa, perlindungan lingkungan, penghambat api dan bidang lainnya.
Magnesium hidroksida tidak kondusif untuk pembuatan material komposit karena karakteristik permukaan fisiknya. Oleh karena itu, memperbaiki sifat fisik, kimia atau mekanik magnesium hidroksida melalui metode modifikasi permukaan merupakan arah dari upaya banyak ilmuwan.
1. Modifikasi kering
Modifikasi kering berarti magnesium hidroksida dalam keadaan kering selama proses modifikasi. Ye Hong dkk. menggunakan silan sebagai metode penelitian magnesium hidroksida termodifikasi kering, dan menambahkannya ke EVA untuk membuat bahan komposit setelah modifikasi. Metode ini secara signifikan meningkatkan dispersi dan kompatibilitas produk.
2. Modifikasi basah
Modifikasi basah mengacu pada dispersi magnesium hidroksida melalui pelarut sebelum modifikasi.
3. Metode hidrotermal
Metode hidrotermal adalah metode perubahan lingkungan sistem dengan cara pemanasan pada lingkungan air.
4. Metode pelapisan mikroenkapsulasi
Seng hidroksistanat yang dibuat dengan metode presipitasi seragam berhasil dibungkus pada permukaan magnesium hidroksida, dan ketahanan nyala bahan yang dibuat dengan menambahkannya ke polimer ditingkatkan.
5. Modifikasi cangkok permukaan
Saat ini, teknologi modifikasi magnesium hidroksida masih berkembang pesat, dan mencari metode modifikasi yang lebih baik dan lebih efektif masih menjadi hot spot di industri ini.
6 jenis teknologi modifikasi dan karakteristik attapulgite
Attapulgite adalah mineral tanah liat silikat yang kaya magnesium seperti rantai berlapis nano dengan cadangan melimpah. Ini secara bertahap digunakan di bidang tata kelola lingkungan karena adsorpsi, keamanan, dan perlindungan lingkungan yang kuat. Penelitian dan pengembangan attapulgite dan promosi baru yang dimodifikasi juga semakin mendapat perhatian.
1. Modifikasi termal
Attapulgite menghilangkan air koordinasi, air zeolit, air kristal dan air struktural dalam struktur kristal di bawah kondisi pemanasan, sehingga meningkatkan luas permukaan spesifik dan ukuran pori attapulgite. Studi ini menemukan bahwa pada sekitar 110°C, attapulgit terutama menghilangkan air yang terserap dan air zeolit pada permukaan luar; antara 250 dan 650°C, dengan meningkatnya suhu, air kristal secara bertahap dan seluruhnya dihilangkan; ketika suhu lebih besar dari 800°C, attapulgit berubah dari morfologi seperti batang menjadi agregat bulat, volume pori dan luas permukaan spesifik menurun, dan kapasitas adsorpsi melemah. Oleh karena itu, perlakuan panas attapulgite umumnya dipilih pada 500-800 °C.
2. Modifikasi garam asam-basa
Modifikasi asam adalah dengan menggunakan asam klorida, asam nitrat atau asam sulfat untuk menghilangkan mineral terkait seperti karbonat seperti kuarsa, montmorillonit dan kaolinit dalam lempung attapulgite, sehingga dapat mengeruk pori-pori dan meningkatkan jumlah situs aktif. Perlakuan alkali dan modifikasi penggaraman adalah ion logam dalam pengubah dan kation seperti Fe3+, Mg2+, Na+ antara lapisan attapulgit untuk bertukar ion, membuat muatan struktur permukaan tidak seimbang untuk meningkatkan aktivitas adsorpsi. Efek modifikasi garam asam-basa dipengaruhi oleh konsentrasi, dan limbah cair setelah modifikasi dapat menyebabkan polusi sekunder.
3. Perawatan gelombang mikro dan perawatan ultrasonik
Perawatan gelombang mikro adalah dengan menggunakan pemanasan gelombang mikro untuk membuat struktur internal longgar dan keropos untuk meningkatkan luas permukaan spesifik. Prinsipnya mirip dengan perlakuan pemanggangan, tetapi metode microwave memanaskan secara merata dan dapat mempersingkat waktu pemanasan. Diharapkan dapat menggantikan perlakuan panas tradisional sebagai teknologi pemrosesan hijau. Perawatan ultrasonik adalah penggunaan kavitasi ultrasonik untuk menghasilkan suhu tinggi, tekanan tinggi atau gelombang kejut yang kuat untuk mengelupas partikel tanah liat dan membubarkan agregat attapulgite untuk meningkatkan dispersi attapulgite.
4. Modifikasi surfaktan
Modifikasi surfaktan adalah menanamkan atau melapisi surfaktan pada attapulgite dalam kondisi asam dan basa, sehingga dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi attapulgit untuk zat tertentu. Karena permukaan attapulgite sering bermuatan negatif, surfaktan kationik umumnya digunakan, dan yang paling umum digunakan adalah garam amonium kuaterner alkil trimetil dan garam amina.
5. Modifikasi agen kopling dan modifikasi cangkok
Agen kopling adalah sejenis zat amfoter yang mengandung gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik, yang dapat meningkatkan kompatibilitas attapulgit dan bahan organik melalui reaksi gugus hidrofilik dengan gugus hidroksil pada permukaan attapulgit. Modifikasi pencangkokan permukaan memanfaatkan reaksi kopolimerisasi molekul organik dan attapulgit untuk mencangkok bahan organik ke permukaan attapulgit untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi polutan organik. Dalam aplikasi praktis, attapulgite sering diperlakukan dengan zat penghubung terlebih dahulu, dan kemudian dicangkokkan.
6. Karbonisasi hidrotermal
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi karbonisasi hidrotermal juga merupakan metode organik termodifikasi yang relatif populer. Prinsipnya mirip dengan modifikasi cangkok, terutama menggunakan glukosa, fruktosa, selulosa, dan asam kloroasetat sebagai sumber karbon, dan gugus hidroksil, karboksil, ikatan eter, gugus aldehida, dan gugus fungsi organik lainnya yang dicangkokkan ke attapulgite untuk meningkatkan kinerja adsorpsinya.
Status pengembangan industri silan fungsional
Rumus umum silan fungsional adalah RSiX3, di mana R mewakili gugus seperti gugus amino, gugus vinil, gugus epoksi, dan gugus metakriloksi. Gugus tersebut mudah bereaksi dengan gugus fungsi pada polimer organik, sehingga silan dan polimer organik saling berhubungan. X mewakili gugus yang dapat dihidrolisis, seperti halogen, alkoksi, asiloksi, dll., dan digunakan untuk meningkatkan kekuatan ikatan sebenarnya antara polimer dan zat anorganik.
Silana fungsional mengandung gugus fungsi organofilik dan anorganik. Ini dapat digunakan sebagai jembatan antarmuka antara bahan anorganik dan bahan organik atau secara langsung berpartisipasi dalam reaksi pengikatan silang bahan polimer organik, sehingga sangat meningkatkan kinerja bahan. Ini adalah Auxiliary yang sangat penting dan banyak digunakan.
Ada beberapa metode klasifikasi yang berbeda untuk silan fungsional: menurut posisi substitusi relatif gugus organik aktif dan Si, mereka dapat dibagi menjadi dua jenis: tersubstitusi γ dan tersubstitusi α; Silana dasar, silan epoksi, dan silan metakriloksi adalah varietas yang diproduksi dan dikonsumsi di dalam negeri; silan fungsional dapat dibagi menjadi agen kopling silan, agen pengikat silang silan dan silan fungsional lainnya sesuai dengan kegunaannya.
1. Bidang aplikasi utama silan fungsional
Bidang aplikasi silan fungsional terutama meliputi: bahan komposit, pemrosesan karet, pemrosesan plastik, sealant, perekat, pelapis, perawatan permukaan logam dan waterproofing bangunan, dll., Dan terutama digunakan dalam produk industri berteknologi tinggi.
Dari perspektif konsumsi silan fungsional global, pemrosesan karet menyumbang 32,4%, bahan komposit menyumbang 18,5%, perekat menyumbang 16,7%, pemrosesan plastik menyumbang 14,8%, dan pelapisan dan perawatan permukaan menyumbang 11,1%.
2. Ukuran pasar silan fungsional
Pada tahun 2002, kapasitas produksi silan fungsional global hanya 135.000 ton, hasilnya 103.000 ton, dan tingkat operasinya 76,3%. Pada 2018, kapasitas produksi silan fungsional global akan menjadi 596.000 ton, hasilnya akan menjadi 415.000 ton, dan tingkat operasinya akan menjadi 69,6%. Silana fungsional global telah berkembang pesat dalam 20 tahun terakhir, dengan tingkat pertumbuhan gabungan rata-rata tahunan hampir 10%. Pada tahun 2021, kapasitas produksi silan fungsional global akan menjadi sekitar 765.000 ton, dan output silan fungsional global akan menjadi sekitar 478.000 ton. Output pada tahun 2021 akan meningkat dibandingkan tahun 2020. Diperkirakan kapasitas produksi silan fungsional global akan menjadi 762.000 ton pada tahun 2023, dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata sekitar 5,0% dari tahun 2019 hingga 2023; output diperkirakan akan mencapai sekitar 538.000 ton pada tahun 2023, dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata sekitar 5,3% dari tahun 2018 hingga 2023.
Dapat diperkirakan bahwa industri silan fungsional terus menghilangkan produsen kecil dengan kapasitas produksi terbelakang dan standar perlindungan lingkungan. Industri ini akan menghadirkan lanskap persaingan yang didominasi oleh produsen berskala besar. Perusahaan dengan kemampuan penelitian dan pengembangan independen, penguasaan teknologi inti, dan keunggulan modal dan skala yang kuat akan memiliki daya saing yang lebih kuat.
Prospek aplikasi modifikasi bubuk obat tradisional Cina
Tujuan memodifikasi bubuk obat tradisional Cina adalah untuk memastikan keseragaman dispersi bahan, merancang penampilan dan bau bubuk sesuai dengan kebutuhan, mencegah hilangnya bahan aktif, meningkatkan laju disolusi bahan yang tidak larut, mengurangi higroskopisitas bahan. bubuk, dan meningkatkan bubuk. likuiditas, dll.
1. Ide dasar modifikasi bubuk obat tradisional China
Modifikasi bubuk obat tradisional China dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti sifat bubuk bahan baku, pengubah dan formula, proses modifikasi, peralatan modifikasi, dll. Menurut faktor-faktor yang mempengaruhi modifikasi bubuk obat tradisional Cina, ide dasarnya modifikasi serbuk obat tradisional China adalah sebagai berikut :
(1) Menurut sifat bubuk bahan baku (luas permukaan spesifik, ukuran dan distribusi partikel, energi permukaan spesifik, sifat fisik dan kimia permukaan, aglomerasi, dll.), pilih formula pengubah yang sesuai (spesies, dosis dan penggunaan) .
(2) Sesuai dengan sifat bubuk bahan baku dan formula pengubah yang ditentukan, pilih proses modifikasi bubuk obat Cina yang memenuhi persyaratan aplikasi. Prinsip dasar pemilihan proses modifikasi bubuk obat tradisional Tiongkok adalah pengubah memiliki dispersibilitas yang baik, yang dapat mewujudkan dispersi seragam pengubah dalam partikel bubuk. Pada saat yang sama, proses modifikasi harus sederhana, parameternya dapat dikontrol, dan kualitas produknya stabil. Konsumsi energi rendah dan sedikit polusi.
(3) Ketika formulasi dan proses pengubah ditentukan, sangat penting untuk memilih peralatan modifikasi yang sesuai. Pemilihan peralatan modifikasi berkinerja tinggi dapat membuat dispersi bubuk dan pengubah menjadi baik, dan peluang kontak atau interaksi antara bubuk dan pengubah sama; kondisi modifikasi bubuk dapat dikontrol, dan konsumsi energi serta keausan per unit produk lebih sedikit. Tidak ada polusi debu, operasi stabil, dll.
(4) Menetapkan satu set lengkap metode karakterisasi untuk partikel bubuk obat tradisional Tiongkok yang dimodifikasi.
2. Prospek penerapan modifikasi bubuk obat tradisional Cina
Dalam sediaan obat tradisional China, sediaan padat mencapai 70% sampai 80%, dan bentuk sediaan terutama meliputi bubuk, butiran, kapsul, tablet, suspensi, dll. Mengingat sifat khusus dari bubuk obat tradisional China itu sendiri, telah ditemukan dari penelitian dan praktek sebelumnya bahwa modifikasi bubuk obat tradisional Cina dapat meningkatkan nilai aplikasi bubuk obat tradisional Cina sampai batas tertentu.
Dalam 20 tahun terakhir, dengan perkembangan ilmu pengetahuan, eksipien farmasi yang sangat baik dan pengepres tablet putar efisiensi tinggi yang dapat digunakan untuk kompresi bubuk langsung telah berhasil dikembangkan, yang telah mendorong pengembangan kompresi bubuk langsung. Di beberapa negara, lebih dari 60% varietas menggunakan bedak Namun, bedak obat tradisional Tiongkok memiliki masalah seperti penyerapan air yang mudah, viskositas tinggi, dan fluiditas yang buruk. Produksi varietas tablet obat Cina masih didominasi oleh granulasi basah dan kempa tablet, dan tingkat pemanfaatan teknologi kempa langsung serbuk sangat rendah.
Modifikasi bubuk obat tradisional Tiongkok dapat secara efektif meningkatkan higroskopisitas dan fluiditas bubuk obat tradisional Tiongkok, dan memberikan lebih banyak ruang untuk kompresi langsung bubuk obat tradisional Tiongkok. Dengan penguatan pemahaman secara bertahap tentang teknologi modifikasi bubuk obat tradisional Tiongkok, peningkatan berkelanjutan penelitian tentang pengubah permukaan yang sangat baik dan peralatan modifikasi berkinerja tinggi, prospek penerapan teknologi modifikasi bubuk obat tradisional Tiongkok di bidang pengobatan tradisional Tiongkok menjadi lebih luas. .