Como modificar a superfície do óxido de nano-zinco?
O óxido de nano-zinco é um novo tipo de material químico inorgânico fino funcional. Devido ao seu pequeno tamanho de partícula e grande área de superfície específica, possui propriedades físicas e químicas únicas nos aspectos químico, óptico, biológico e elétrico. É amplamente utilizado em aditivos antibacterianos, catalisadores, borracha, corantes, tintas, revestimentos, vidro, cerâmica piezoelétrica, optoeletrônica e produtos químicos diários, etc., o desenvolvimento e a utilização de amplas perspectivas.
No entanto, devido à grande área de superfície específica e energia de superfície específica do óxido de nano-zinco, a polaridade da superfície é forte e é fácil de aglomerar; não é fácil de dispersar uniformemente em meios orgânicos, o que limita muito seu efeito nano. Portanto, a dispersão e modificação da superfície do pó de óxido de nano-zinco tornou-se um método de tratamento necessário antes que os nanomateriais sejam aplicados na matriz.
1. Modificação do revestimento de superfície de óxido de nano-zinco
Este é o principal método de modificação de superfície de cargas ou pigmentos inorgânicos no momento. Surfactante é usado para cobrir a superfície das partículas para dar novas propriedades à superfície das partículas. Modificadores de superfície comumente usados incluem agente de acoplamento de silano, agente de acoplamento de titanato, ácido esteárico, silicone, etc.
Wang Guohong et ai. usaram laurato de sódio para modificar a superfície do óxido de nano-zinco. Sob as condições em que a quantidade de citrato de sódio foi de 15%, o valor de pH foi de 6 e o tempo de modificação foi de 1,5 h, a lipofilicidade do óxido de nano-zinco modificado foi melhorada. O grau químico chega a 79,2%, e pode ser bem disperso em metanol e xileno. Zhuang Tao et ai. usado agente de acoplamento de titanato para modificar a superfície do óxido de nano-zinco. Quando a quantidade de titanato foi de 3%, a temperatura foi de 30°C e o tempo de agitação foi de 90min, o índice de ativação do óxido de nano-zinco pode chegar a 99,83%. Quando o óxido de nano-zinco modificado é aplicado à borracha natural, seu tst e t90 são estendidos, e a resistência à tração, alongamento na ruptura e flexibilidade de flexão são aprimoradas.
2. Modificação mecanoquímica de óxido de nano-zinco
Este é um método de pulverização, fricção e outros métodos para ativar a superfície da partícula com estresse mecânico para alterar sua estrutura cristalina de superfície e estrutura físico-química. Neste método, a rede molecular é deslocada, a energia interna é aumentada e a superfície do pó ativo reage e se liga a outras substâncias sob a ação da força externa, de modo a atingir o objetivo de modificação da superfície.
A molécula de ácido esteárico é quimicamente ligada à superfície do óxido de zinco, a estrutura cristalina do óxido de zinco antes e depois da modificação é a mesma, a aglomeração de suas partículas é reduzida e o tamanho das partículas secundárias é significativamente reduzido. Ao medir o índice de ativação e lipofilicidade das amostras modificadas, a quantidade ideal de modificador é 10% da massa de óxido de zinco. A superfície do óxido de zinco é lipofílica e hidrofóbica, e tem bom desempenho de dispersão em solventes orgânicos.
3. Modificação da reação de precipitação de óxido de nano-zinco
O método utiliza substâncias orgânicas ou inorgânicas para depositar uma camada de revestimento na superfície das partículas para alterar suas propriedades superficiais.
Atualmente, alguns avanços foram feitos na tecnologia de preparação de óxido de nano-zinco, e vários fabricantes industrializados foram formados na China. No entanto, a tecnologia de modificação de superfície e a tecnologia de aplicação do óxido de nano-zinco não receberam muita atenção, e o desenvolvimento de seu campo de aplicação foi bastante restrito. Portanto, é necessário fortalecer a pesquisa sobre modificação de superfície e aplicação de produtos de óxido de nano-zinco, desenvolver produtos de alto desempenho e ampliar os campos de aplicação de produtos para atender a demanda por produtos de óxido de nano-zinco em diferentes áreas.