Os recursos globais de fluorita são distribuídos de forma desigual e a produção aumentou nos últimos cinco anos
A fluorita, também conhecida como fluorita, é composta principalmente de fluoreto de cálcio. Os átomos de cálcio são coordenados com oito átomos de flúor circundantes, e os átomos de flúor são cercados por quatro átomos de cálcio para formar um tetraedro ideal. A estrutura cristalina da fluorita afetará diretamente suas propriedades de superfície, afetará o efeito de produtos químicos e fluorita e está relacionada à purificação de fluorita de difícil manuseio. Do ponto de vista da estrutura da fluorita, existem “buracos” em sua estrutura cristalina, que são facilmente preenchidos por outros íons, por isso apresenta várias cores, como verde, amarelo, roxo, branco, azul, preto e outras cores.
As reservas globais totais de fluorita são de 320 milhões de toneladas, mas a distribuição é desigual, com México, China, África do Sul e Mongólia respondendo por mais da metade das reservas de fluorita. Em primeiro lugar, em termos de volume total, as reservas globais de fluorita crescerão de forma constante de 2010 a 2022. De acordo com os dados mundiais de reservas de fluorita divulgados pelo US Geological Survey em 2022, as reservas totais de fluorita do mundo serão de 320 milhões de toneladas até o final de 2021 (equivalente ao flúor Segundo, em termos de distribuição, os recursos de fluorita são distribuídos principalmente no México, China, África do Sul e Mongólia. Até o final de 2021, suas reservas de fluorita serão de 68 milhões de toneladas, 42 milhões de toneladas, 41 milhões toneladas e 22 milhões de toneladas, respectivamente, representando As taxas de reserva global de fluorita são 21,25%, 13,13%, 12,81% e 6,88%, respectivamente. No entanto, os Estados Unidos, União Europeia, Japão, Coréia do Sul e Índia têm quase poucos recursos e reservas de fluorita Em todo o mundo, a distribuição de fluorita é estruturalmente escassa.
Nos últimos cinco anos, a produção global de fluorita aumentou ano a ano. China, México e Mongólia têm as três maiores produções de fluorita do mundo, respondendo por mais de 80%. Primeiro, em termos de produção, a produção global de fluorita cresceu de forma constante nos últimos cinco anos. De acordo com os dados de produção mundial de fluorita divulgados pelo US Geological Survey em 2022, a produção total de fluorita do mundo será de 8,6 milhões de toneladas até o final de 2021; Veja, em 2021, China, México e Mongólia serão os maiores produtores de espatoflúor do mundo, com sua produção de espatoflúor de 5,4 milhões de toneladas, 990.000 toneladas e 800.000 toneladas, respectivamente, representando 63%, 11% e 9% do espatoflúor global produção, respectivamente. %, enquanto Alemanha, Irã, Paquistão, Estados Unidos e outros países produzem menos fluorita. Em todo o mundo, há um desequilíbrio estrutural na produção de fluorita.
A fluorita é amplamente utilizada em tecnologia da informação, novas energias, fabricação de ponta e outros campos, e tem uma posição estratégica insubstituível. No campo da tecnologia da informação, o fluoreto de hidrogênio e os gases especiais contendo flúor são agentes de limpeza e gases de ataque para circuitos integrados, semicondutores, etc.; no campo das novas energias, a fluorita é usada na produção de materiais catódicos e eletrólitos para baterias de lítio, e também é usada para enriquecimento e purificação de urânio. Matérias-primas necessárias; no campo de novos materiais, o flúor de sílica gel de produto a jusante é usado na vedação estanque de veículos, e materiais de flúor de alto desempenho são usados em campos-chave, como aeroespacial e geração de energia fotovoltaica; Além disso, a fluorita também é usada em campos biológicos, fabricação de alta qualidade e conservação de energia e proteção ambiental são as matérias-primas upstream para muitas indústrias de alta tecnologia e têm uma posição estratégica insubstituível.
Efeitos da modificação do hidróxido de alumínio nas propriedades da borracha natural
O retardante de chama de hidróxido de alumínio tem desempenhado um papel importante no campo do retardante de chama de polímero devido às suas vantagens de supressão de fumaça, retardante de chama, não tóxico, não volátil e baixo preço, e sua dosagem está muito à frente de outros retardadores de chama.
O hidróxido de alumínio ultrafino é um produto com estrutura cristalina regular produzida por um processo de produção especial. Tem as vantagens de alta pureza, tamanho de partícula pequeno, boa forma de cristal, baixa atividade de superfície e pequena área de superfície específica. Pode ser preenchido em grandes quantidades em borracha e plástico. Aplicável a todos os tipos de tecnologia de processamento.
Seu princípio retardador de chama é que uma grande quantidade de água cristalina é liberada durante o processo de decomposição térmica. Como a evaporação da água cristalina precisa absorver muito calor, ela desempenha o papel de resfriar o material polimérico; o vapor de água gerado pode diluir o gás inflamável e inibir a propagação da combustão; novo Os óxidos metálicos gerados têm alta atividade e podem adsorver partículas sólidas e desempenhar um papel na supressão de fumaça. Além disso, os óxidos metálicos que cobrem a superfície do material polimérico podem promover a formação de carbono na superfície do substrato e evitar a propagação da chama.
No entanto, devido à polaridade extremamente forte e hidrofilicidade dos retardadores de chama inorgânicos de hidróxido de alumínio, tem pouca compatibilidade com materiais poliméricos não polares. Para melhorar a compatibilidade entre o hidróxido de alumínio e os polímeros, geralmente é necessário Para o tratamento de superfície, um dos métodos mais eficazes é a utilização de um agente de acoplamento para o tratamento de superfície do hidróxido de alumínio.
Usando borracha natural como material de base, foram estudados os efeitos do tratamento de superfície com hidróxido de alumínio superfino nas propriedades mecânicas e propriedades retardantes de chama da borracha vulcanizada antes e após o tratamento de superfície. Os resultados mostram que:
(1) Quando a borracha natural retardante de chama de hidróxido de alumínio superfino, as propriedades mecânicas diminuem obviamente com o aumento da quantidade de adição. Quando a quantidade de adição atinge 150 partes, o retardante de chama atinge o nível FV0, o índice de oxigênio atinge 29% e a geração de fumaça é pequena. Sob as condições de baixa fumaça e baixo halogênio, pode ser considerado adequadamente sinérgico com uma pequena quantidade de retardadores de chama à base de halogênio para melhorar as propriedades mecânicas.
(2) O tratamento de modificação de superfície de hidróxido de alumínio ultrafino com agente de acoplamento de silano pode efetivamente melhorar a compatibilidade entre hidróxido de alumínio e borracha natural, melhorar o desempenho de processamento e as propriedades mecânicas do vulcanizado, e o desempenho retardador de chama muda relativamente. Pequena. Quando a quantidade de agente de acoplamento de silano adicionada foi de 1,5% da massa de hidróxido de alumínio, o desempenho melhorou mais.
(3) Sob este sistema de fórmula, dentro de uma certa faixa, o índice de oxigênio do vulcanizado aumenta em cerca de 2 unidades para cada 30 partes de hidróxido de alumínio superfino adicionadas.
Desenvolvimento, status de tecnologia e tendência de desenvolvimento futuro da indústria de plásticos modificados
Devido ao rápido desenvolvimento da indústria de plásticos, o masterbatch de enchimento não é mais usado como um único material de enchimento. As pessoas usam processos mais avançados dos métodos de produção de refino aberto e banbury, adicionando materiais inorgânicos, aditivos químicos e outros materiais. Suas respectivas características e semelhanças e, em seguida, o uso de extrusoras de rosca dupla e extrusoras de rosca tripla para mistura e extrusão tornou-se uma importante maneira e método para as pessoas melhorarem as propriedades especiais dos produtos plásticos. A modificação de enchimento de plástico é a que mais cresceu nos últimos anos. Uma nova indústria na indústria de plásticos.
1. Aplicação de 8 principais mercados a jusante de plásticos modificados
Indústria automobilística; Indústria de eletrodomésticos; Indústria eletrônica e elétrica; Indústria de máquinas e equipamentos; Ferroviário/militar/médico/aeroespacial.
2. Cinco tipos de métodos de modificação de plástico
(1) Enchimento modificado
O principal objetivo do preenchimento do masterbatch é reduzir o custo de produção. A maioria deles é produzida usando pó inorgânico ou resíduos industriais de baixo preço e amplas fontes como material de enchimento, e adicionando quantidade adequada de aditivos e resina sintética.
(2) Masterbatch modificado
O masterbatch modificado é um novo material modificado desenvolvido com base no masterbatch de enchimento. Adicione materiais inorgânicos como fibra de vidro, talco, mica, wollastonita, sulfato de bário, caulim à resina, ou adicione resinas sintéticas ou auxiliares com propriedades especiais durante o processamento, como: agente antienvelhecimento, antioxidante, agente antienvelhecimento. materiais desempenham as características funcionais de diferentes materiais em aplicação.
(3) Modificação funcional
Vários materiais, como grafeno, pó de silicone, terras raras, hidróxido de magnésio, pó fino de metal (prata, cobre, zinco, etc.) resistência, resistência Propriedades físicas como alta e baixa temperatura foram melhoradas, e propriedades especiais como condutividade elétrica, antibacteriano, isolamento e reforço também podem ser realizadas, e ocupou um lugar no principal mercado de produtos plásticos duráveis.
(4) Modificação do composto multicomponente
A modificação composta de múltiplos componentes combina principalmente plásticos com um ou mais materiais inorgânicos, materiais poliméricos, aditivos químicos, etc. através de mistura, enxerto, bloco e outras formas para fazer plásticos "ligados". As propriedades de cada componente se complementam para formar um material plástico com múltiplas propriedades excelentes, de modo a atingir o objetivo de melhorar o desempenho e a multifuncionalidade.
(5) Modificação especial
Diferentes materiais funcionais ou aditivos são adicionados aos plásticos especiais, para que os plásticos especiais caros não apenas mantenham as características originais, mas também tenham funções especiais, adequadas para a aplicação no mercado de vários produtos.
3. Três novas tendências no desenvolvimento de plásticos modificados
(1) Materiais inorgânicos em nanoescala
Os materiais inorgânicos são amplamente utilizados em plásticos. As funções dos materiais inorgânicos são gradualmente destacadas com o tamanho das partículas ultrafinas. Plásticos modificados com nanopós inorgânicos têm muitas propriedades únicas, trazendo novas oportunidades de desenvolvimento para o desenvolvimento da indústria de plásticos.
(2) Aditivos químicos de alta eficiência
O desenvolvimento de novos aditivos de alta eficiência tornou-se uma importante direção de desenvolvimento para plásticos modificados. Os aditivos envolvidos nos plásticos modificados são adicionais aos comumente usados no processamento de plásticos, como estabilizadores de calor, plastificantes, absorvedores de UV, agentes nucleantes, agentes antiestáticos, além de dispersantes e retardantes de chama, aditivos funcionais de alta eficiência e multifuncionais como têmpera, retardante de chama, sinérgico e compatibilidade de liga (compatibilidade de interface) também são críticos para plásticos modificados.
(3) Proteção ambiental de plásticos modificados
Com o aumento da conscientização das pessoas sobre a proteção ambiental e as regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, os conceitos de proteção ambiental, como utilização renovável de plásticos, digestibilidade ambiental, biodegradabilidade, não toxicidade, inodoro e livre de poluição, foram integrados ao design e fabricação de plásticos modificados No processo, deve-se atentar para a conservação e utilização racional dos recursos energéticos, e a pesquisa e desenvolvimento de produtos plásticos modificados não poluentes, totalmente degradáveis, recicláveis e ecologicamente corretos tornou-se um novo foco.
Aplicação e Prospecção de Mercado da Sílica em Alimentos e Cosméticos
A sílica é um aditivo químico diário seguro e ecologicamente correto, e tem melhor desempenho em aplicações de ponta. Por exemplo, como gel de sílica de cerveja em alimentos para melhorar o sabor dos produtos e como agente antiaglomerante em cosméticos, é inofensivo ao meio ambiente.
Agências reguladoras em vários países certificaram a sílica como um aditivo seguro e inofensivo. Agências reguladoras na Europa, Estados Unidos e Nações Unidas aprovaram a sílica como aditivo para uso em alimentos e outros campos. Um estudo de 2006 do Centro Europeu de Ecotoxicologia e Toxicologia de Produtos Químicos (ECETOC) mostrou que a inalação humana de sílica pela boca, pele ou olhos é essencialmente não tóxica e não tem impacto significativo na qualidade ambiental.
1. Aplicação e substituição de sílica na área de alimentos
A sílica possui excelentes propriedades de propriedades não tóxicas, inofensivas, estáveis e grande área de superfície específica, que está exatamente de acordo com as características dos agentes antiaglomerantes e adsorventes de alimentos, e é mais de alta qualidade e eficiência do que os produtos originais.
No campo do sal de mesa, o dióxido de silício não é apenas não tóxico, mas também possui alta resistência à aglomeração, superior ao ferrocianeto de potássio e ao citrato de amônio férrico, e pode ser usado como agente antiaglomerante verde e saudável na mesa produtos salgados. .
No campo de bebidas como cerveja e suco de frutas, a sílica pode aglutinar substâncias turvas e tem efeito clareador. Ele pode efetivamente remover proteínas turvas na cerveja sem afetar a qualidade dos produtos cervejeiros, e a perda de cerveja em todo o processo é muito pequena. Comparado com outros auxiliares de filtragem, tem as vantagens de menor dosagem e melhor efeito, e tem sido amplamente utilizado na indústria de cerveja como um novo tipo de adsorvente ecologicamente correto.
No campo do óleo comestível, adicionar menos sílica pode reduzir bastante a quantidade de argila ativada usada, evitar que a cor do óleo comestível seja muito clara, não apenas pode obter óleo de girassol de melhor qualidade, mas também ajudar as empresas a economizar custos de produção.
2. Aplicação e substituição de sílica na área de cosméticos
As microesferas plásticas foram banidas da produção devido a questões ambientais, e a sílica é amplamente utilizada como um excelente ingrediente em cosméticos. A sílica é um ingrediente GRAS (Generally Recognized as Safe) em produtos de cuidados pessoais, como cosméticos e protetores solares, e suas propriedades esféricas, pequenas e porosas o tornam um agente antiaglomerante no campo cosmético E espessante, pode melhorar a estabilidade de armazenamento e dispersão de produtos em pó, é amplamente utilizado, como aplicação de batom e pigmentos cosméticos para ajudar a melhorar as propriedades de fluxo livre de descoloração de cabelo e propriedades de revestimento de esmalte de unha.
3. O crescimento de aplicações químicas diárias de alta qualidade de sílica está explodindo
A borracha de silicone é inodora e não tóxica, adequada para uma ampla faixa de temperaturas de trabalho e possui bom isolamento, resistência à oxidação, resistência à luz, resistência ao mofo e estabilidade química. Com a melhoria dos requisitos de qualidade de vida das pessoas, é amplamente utilizado no consumo diário de produtos químicos, como produtos para cuidados com o bebê. meio.
Os campos de alimentos e cosméticos são relativamente dispersos, e o espaço potencial para atualização do consumo é enorme. A demanda global por sílica utilizada em alimentos e cosméticos pode chegar a 100.000 toneladas.
A tendência da cerveja de alta qualidade em alimentos está em ascensão, o preço dos produtos está aumentando constantemente e as demandas dos consumidores por qualidade e sabor dos produtos também estão aumentando de acordo. De acordo com os dados da Kirin Holdings do Japão (Kirin), a produção global de cerveja atingiu 191,06 bilhões de litros em 2018. De acordo com a sílica gel de cerveja A adição de 0,03%-0,06% é assumida, e a demanda global é de 60.000-120.000 toneladas.
6 tipos de retardadores de chama comumente usados em polipropileno
Como um dos cinco plásticos de uso geral, o polipropileno (PP) é amplamente utilizado em todas as esferas da vida. No entanto, as características inflamáveis do PP também limitam seu espaço de aplicação e dificultam o desenvolvimento de materiais de PP. Portanto, o retardamento de chama da Modificação de PP sempre foi o foco de atenção.
O retardante de chamas é um impulsionador para materiais sintéticos poliméricos. O uso de retardadores de chama pode ser usado para materiais poliméricos retardadores de chama, de modo a evitar a combustão do material e evitar a propagação do fogo, e promover os materiais sintéticos a ter supressão de fumaça, auto-extinguível e retardamento de chama. Atualmente, os retardadores de chama comumente usados para polipropileno incluem principalmente retardantes de chama de hidróxido de metal, retardadores de chama à base de boro, retardadores de chama à base de silício, retardadores de chama à base de fósforo, retardadores de chama à base de nitrogênio e retardantes de chama intumescentes.
1. Retardante de chamas de hidróxido de metal
O carvão ativado no retardante de chama de hidróxido de metal tem uma grande área de superfície específica e é rico em grupos funcionais, que podem ser bem combinados com os grupos hidroxila nas partículas de hidróxido de magnésio de sódio, enfraquecendo efetivamente a polaridade da superfície do hidróxido de magnésio e reduzindo sua ocorrência . A possibilidade de aglomeração melhora a compatibilidade do hidróxido de magnésio e sódio com a matriz de PP, de modo que as propriedades ignífugas do material são aprimoradas.
2. Retardante de chama de boro
No compósito PP/BN@MGO, devido à estrutura do revestimento e à modificação da alquilação do retardante de chama BN@MGO, sua eficiência de enxertia de cadeia alquílica é alta, e elementos de carbono podem ser enriquecidos na superfície da carga, o que aumenta significativamente a A afinidade entre o retardante de chama BN@MGO e o corpo de PP permite que ele seja distribuído uniformemente na matriz de PP.
3. Retardante de chama de silicone
HNTs-Si em retardadores de chama à base de silício podem manter a estrutura tubular original na faixa de alta temperatura e podem torcer com a cadeia de PP degradada termicamente para formar uma camada de carbono densa "fibrosa", que inibe efetivamente a queima de PP. Transferência de calor, massa e fumaça.
4. Retardante de chama de fósforo
Nos retardadores de chama à base de fósforo, o sorbitol possui um grande número de grupos hidroxila, que é fácil de formar uma camada carbonizada durante a combustão, enquanto o polifosfato de amônio se decompõe quando aquecido para produzir compostos de ácido fosfórico, o que aumenta ainda mais a carbonização do sorbitol e a geração da camada de carbono está atrasada. A propagação do calor e o isolamento do oxigênio melhoram as propriedades retardantes de chama do material.
5. Retardante de chama de nitrogênio
O MPP produzirá gases incombustíveis (incluindo NH3, NO e H2O) e algumas substâncias contendo fósforo durante a combustão, enquanto o AP pode liberar gases de fosfato de alumínio Al2 (HPO4) 3 e fosfina (PH3) em altas temperaturas, esses gases não apenas podem diluir gases inflamáveis no ar, e também pode atuar como um escudo de gás na superfície do material, reduzindo assim a combustão.
6. Retardante de chama intumescente
NiCo2O4 tem as vantagens de morfologia controlável, grande área de superfície específica, muitos sítios ativos e métodos de preparação simples e diversos. Como um composto à base de níquel, o NiCo2O4 possui excelente capacidade catalítica de carbono, o que não apenas reduz os produtos de combustão e melhora a retardação de chama.
Efeito do teor de micropó de silício nas propriedades de concretos epóxi para isolamento elétrico
O concreto isolante epóxi é uma mistura de resina polimerizável líquida ou viscosa misturada com resina, agente de cura, carga, etc. e isolamento e outras funções em um produto de isolamento.
O micropó de silício é um dos componentes importantes dos concretos isolantes e tem um papel insubstituível na redução do encolhimento, na redução de custos e na melhoria do desempenho.
Atualmente, os fabricantes de isoladores tentam aumentar ao máximo a proporção de conteúdo de enchimento para reduzir custos. Isoladores com teor de enchimento muito alto reduzirão bastante seu desempenho de isolamento, propriedades mecânicas e vida útil, o que afetará seriamente a operação segura e confiável do sistema de energia; peças isolantes com teor de enchimento muito baixo também reduzirão seu desempenho geral. Os fabricantes de resina epóxi não fizeram regulamentações razoáveis sobre a proporção de adição de cargas, o que trouxe grande confusão aos fabricantes de isolamento epóxi.
Usando resina epóxi bisfenol A líquida como material base, anidrido metiltetrahidroftálico como agente de cura, BDMA como acelerador, pó de silício ativo de 400 mesh como carga, de acordo com diferentes proporções de carga, o processo APG foi usado para preparar as tiras de teste. Os efeitos de diferentes quantidades de micropó de silício na resistência mecânica, propriedades dielétricas, resistência à corrosão da solução e absorção de água de concretos epóxi foram investigados. Os resultados mostram que:
(1) Com o aumento do teor de carga no sistema de resina epóxi, a constante dielétrica e a perda dielétrica do bloco de amostra geralmente tendem a aumentar.
(2) Quando o teor de carga é baixo, com o aumento da proporção, a resistência a traços de vazamento aumenta. Quando o teor de carga atinge 69,42%, a resistência a traços de vazamento atinge o máximo; depois disso, com o aumento adicional de cargas, a resistência a traços de vazamento aumenta. Começou a piorar novamente.
(3) Quando o teor de carga aumenta para 67,26%, a resistência à corrosão da lixívia começa a diminuir significativamente.
(4) As propriedades mecânicas das amostras aumentaram inicialmente com o aumento do teor de carga, e quando o teor de carga aumentou para 69,42%, as propriedades mecânicas começaram a flutuar.
(5) Embora o teor de carga aumente, ele pode reduzir a taxa de retração da peça fundida, melhorar sua condutividade térmica e rigidez, melhorar sua resistência a trincas e reduzir os custos de produção, mas um teor de carga muito alto não apenas piorará o processo, mas também reduzirá o desempenho de isolamento, estabilidade mecânica e resistência à corrosão do produto. Portanto, considerando o desempenho abrangente, a faixa de conteúdo ideal de micropó de silício é de 63% a 67%.
Aplicação e progresso da pesquisa de hidróxido retardante de chama em polietileno
O polietileno (PE) é uma resina termoplástica obtida pela polimerização do monômero etileno. Tem boa resistência ao frio, boa resistência mecânica e propriedades dielétricas. É amplamente utilizado em cabos, filmes, tubos, embalagens, recipientes, aparelhos médicos e outros produtos. Mas o índice de oxigênio do PE é de 17,4%, que é um material inflamável. O material PE tem uma velocidade de queima rápida, uma grande quantidade de calor/fumaça, e é fácil derreter e soltar durante a queima, o que representa uma grande ameaça à segurança da vida e da propriedade e limita o uso e desenvolvimento do polietileno. Portanto, é imperativo realizar a modificação do retardante de chama.
Os retardadores de chama de hidróxido de metal são principalmente hidróxido de alumínio e hidróxido de magnésio. Os retardadores de chama de magnésio-alumínio têm boa estabilidade, não toxicidade e baixa geração de fumaça. Durante o processo de combustão, o vapor de água será liberado para diluir o gás combustível, retirar parte do calor, inibir a combustão e produzir um efeito retardador de chama. O retardante de chama de alumínio-magnésio pode prolongar o tempo de ignição e reduzir a taxa de liberação de calor. A compatibilidade do hidróxido de magnésio com o PE é baixa e a eficiência do retardante de chama é baixa. Ele precisa de uma grande quantidade de adição para melhorar o desempenho retardador de chama, e uma grande quantidade de adição reduzirá o processamento de materiais compósitos. sexo e propriedades mecânicas.
Hidróxido de magnésio foi modificado na superfície com estearato de sódio e polietilenoglicol como modificadores, e compósitos retardantes de chama de polietileno de alta densidade foram preparados. A pesquisa mostra que quando a quantidade de adição de hidróxido de magnésio modificado é de 30%, a resistência à tração do material compósito de HDPE/hidróxido de magnésio é de 12,3MPa, o hidróxido de magnésio tem boa compatibilidade com o HDPE e o índice de oxigênio limitante é aumentado para 24,6%, o desempenho retardador de chama melhorou menos.
O hidróxido duplo em camadas libera CO2 e H2O quando se decompõe, dilui e bloqueia o oxigênio, fazendo com que tenha um bom efeito retardador de chama e pode substituir retardadores de chama contendo halogênio e fósforo.
Compósitos retardantes de chama de hidróxido de alumínio/Mg-Fe-LDH/HDPE foram preparados com hidróxido de alumínio e hidróxido duplo de ferro e magnésio (Mg-FeLDH) como retardantes de chama. O estudo descobriu que o hidróxido de alumínio e o Mg-Fe-LDH podem efetivamente inibir a liberação de CO e a liberação de calor durante a combustão de materiais compósitos (HDPE1, HDPE2, HDPE3), dificultando a ignição do HDPE. Quando a quantidade total de retardantes de chama é de 40% (2% de Mg-Fe-LDH, HDPE2), os compósitos de HDPE têm boas propriedades retardantes de chama.
Compósitos de HDPE foram preparados com hidróxido de alumínio, vermiculita expandida e trióxido de antimônio como retardantes de chama. O estudo descobriu que quando a proporção de hidróxido de alumínio/vermiculita expandida era de 3:2, as propriedades mecânicas do material compósito eram melhores, e a supressão de fumaça e o desempenho retardador de chama atingiram o nível FV-0. Quando a quantidade total de hidróxido de alumínio e vermiculita expandida é de 50%, o índice de oxigênio limitante primeiro aumenta e depois diminui com o aumento de hidróxido de alumínio, e a razão ótima é 3∶2.
Foram estudados os efeitos do hidróxido de magnésio e borato de zinco nas propriedades retardantes de chama de polietileno linear de baixa densidade e copolímero de etileno etil acrilato. Verificou-se que com o aumento da proporção de hidróxido de magnésio e borato de zinco, o desempenho retardador de chama do material compósito melhorou. Quando a quantidade de adição de hidróxido de magnésio foi de 65%, o desempenho retardador de chama foi o melhor, atingindo o nível UL94V-0.
O efeito do hidróxido de magnésio nas propriedades retardantes de chama do polietileno linear de baixa densidade foi estudado. Quando a dosagem de hidróxido de magnésio atinge 70%, o índice de oxigênio limitante atinge 31,4%, que é cerca de 71% superior ao do material puro, e o teste de combustão vertical atinge o nível V-0.
Os retardadores de chama de hidróxido de metal são seguros, ecológicos e baratos. Quando usado sozinho, o efeito retardador de chama não é bom, e uma grande quantidade de adição é necessária para melhorar o desempenho retardador de chama do material, mas quando uma grande quantidade é adicionada, as propriedades mecânicas serão reduzidas. Portanto, é a direção de pesquisa do retardante de chama de hidróxido estudar a modificação da superfície e usá-lo em combinação com retardadores de chama de nitrogênio e fósforo para melhorar o desempenho do retardante de chama e reduzir a quantidade de adição.
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.
Quatro principais tecnologias de modificação de hidrotalcita
A hidrotalcita (Hidróxidos Duplos em Camadas, LDHs) é um material funcional transportador inorgânico em camadas, os ânions intercamadas são intercambiáveis, e a quantidade e o tipo podem ser estrategicamente ajustados de acordo com as necessidades reais. As características de desnaturação ajustáveis desta composição e estrutura dos HDLs os tornam um dos materiais com potencial de pesquisa e perspectivas de aplicação nas áreas de catálise industrial, fotoeletroquímica, liberação de drogas, modificação plástica e tratamento de efluentes.
Como os HDLs são substâncias inorgânicas altamente hidrofílicas e o espaçamento entre as camadas da estrutura lamelar é pequeno, a compatibilidade com polímeros é baixa e a dispersão em nanoescala dos HDLs não é fácil de alcançar. Além disso, a troca de ânions entre as camadas de HDLs faz com que os HDLs modificados tenham propriedades funcionais específicas. Portanto, os LDHs precisam ser modificados para melhorar as propriedades interfaciais e expandir a faixa de aplicação.
Existem muitos métodos de modificação para HDLs, e o método apropriado pode ser selecionado de acordo com as propriedades requeridas e campos de aplicação dos materiais sintéticos. Entre eles, os métodos mais utilizados incluem principalmente o método de co-precipitação, o método de síntese hidrotérmica, o método de troca iônica e o método de recuperação por torrefação.
1. Método de co-precipitação
A co-precipitação é o método mais comumente usado para a síntese de HDLs. Adicionar a solução aquosa mista contendo uma certa proporção de cátions metálicos divalentes e trivalentes na solução alcalina, controlar o valor de pH do sistema, manter uma certa temperatura, reagir sob agitação constante e rápida até a solução precipitar e continuar a envelhecer o precipitado por um período de tempo e, em seguida, filtrada, lavada e seca para obter LDHs sólido. Normalmente nitratos, cloretos, sulfatos e carbonatos podem ser usados como sais metálicos, e os álcalis comumente usados podem ser selecionados de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e água de amônia. O método de co-precipitação tem as vantagens do método de processo simples, curto período de síntese, fácil controle das condições e ampla faixa de aplicação. Várias composições e tipos de HDLs podem ser preparados usando diferentes ânions e cátions.
2. Método hidrotérmico
Em geral, o método hidrotérmico não requer tratamento a alta temperatura e pode controlar a estrutura cristalina do produto para obter HDLs com estrutura em camadas óbvias. A mistura foi colocada em uma autoclave e, a uma determinada temperatura, reações estáticas de diferentes durações foram realizadas para obter HDLs.
3. Método de troca iônica
O método de troca iônica é trocar os ânions intercamadas dos LDHs existentes com outros ânions convidados para obter um novo tipo de composto de LDHs convidado. O número e o tipo de ânions entre as camadas podem ser ajustados de acordo com as propriedades desejadas. O ânion convidado, o meio de troca, o pH e o tempo de reação têm grande influência no processo de troca iônica.
4. Método de recuperação de torrefação
O método de recuperação de torrefação é dividido em duas etapas. Os LDHs foram primeiro calcinados em alta temperatura a 500-800 °C, e o CO32-, NO3- ou outras moléculas de ânions orgânicos podem ser removidos após o processo de calcinação. A estrutura lamelar desmoronou para obter Óxidos Duplos em Camadas (LDO). Então, de acordo com o efeito de memória do LDO, ele absorve ânions para reconstituir em LDHs em solução aquosa. A vantagem do método de recuperação de calcinação é que a hidrotalcita aniônica desejada pode ser obtida de maneira direcionada, eliminando a competição com ânions orgânicos, melhorando a resistência a ácidos e aplicada em uma faixa de pH mais ampla. Também deve ser considerado que uma temperatura de calcinação muito alta pode destruir a estrutura em camadas da hidrotalcita. Além disso, deve-se prestar atenção à concentração de meios aniônicos durante a recuperação.
Quais são as barreiras para o processo de purificação de areia de quartzo de alta pureza?
A preparação de quartzo de alta pureza é principalmente através de síntese química, processamento de cristal natural e purificação profunda de minerais de quartzo. No entanto, como a preparação de síntese química e processamento de cristal natural é restrita por matérias-primas, custo, produção, etc., é difícil para aplicação industrial em larga escala. Portanto, a preparação de quartzo de alta pureza através do processamento mineral é foco de pesquisa e aplicação no passado e no presente.
O processo de purificação do quartzo de alta pureza primeiro moe o quartzo ou quartzito até o tamanho de partícula necessário e remove algumas impurezas e, em seguida, separa ou dissolve as impurezas por meios físicos e químicos. Todo o processo de purificação pode ser resumido simplesmente em três processos: pré-tratamento, tratamento físico e tratamento químico, e adota especificamente vários métodos de beneficiamento, como britagem, moagem, peneiramento, separação magnética, decapagem e torrefação com cloração. O processo de purificação de quartzo correspondente é projetado de acordo com a composição e grau do minério original: minério de quartzo com alto teor de sódio precisa ser calcinado em alta temperatura e minerais de carbonato com alto teor de cálcio e magnésio precisam ser pré-tratados com ácido clorídrico.
Especificamente, as três principais etapas de purificação de areia de quartzo de alta pureza são as seguintes:
(1) Link de pré-processamento. O objetivo do estágio de pré-tratamento é peneirar preliminarmente as impurezas ou esmagar as matérias-primas de quartzo até o tamanho de partícula desejado que conduza à liberação de impurezas e ao processamento subsequente. Geralmente, britagem mecânica, britagem elétrica, classificação óptica, britagem ultrassônica, britagem por choque térmico e outros métodos de processamento são usados.
(2) Etapa de processamento físico. Os métodos de beneficiamento físico incluem principalmente moagem, separação de cores, separação magnética, flotação e outros métodos, que geralmente são usados para tratar as impurezas dos minerais associados no quartzo.
(3) Fase de tratamento químico. Comparado com o beneficiamento físico, o tratamento químico é mais eficiente na remoção de impurezas, e as vantagens da penetração profunda em microfissuras e contornos de grão podem lidar melhor com inclusão e impurezas do tipo treliça. Decapagem, lixiviação e cloração térmica são os três principais processos de tratamento químico.
Em relação às impurezas, quais são as mais difíceis de purificar?
Existem muitos tipos de elementos de impureza no quartzo. O conteúdo de cada elemento de impureza no quartzo tem efeitos diferentes na purificação e no processamento. Portanto, é necessário considerar o limite superior do teor dos principais elementos de impureza, em vez de simplesmente definir o limite superior da quantidade total. Cristais de quartzo naturais muitas vezes co-produzem com uma variedade de minerais, como clorito, rutilo, turmalina, calcita, fluorita, muscovita, biotita, esfalerita, hematita, pirita, epidoto, cordierita, feldspato, anfibólio, granada, piroxênio, topázio, ilmenita e argilominerais, etc., esses minerais são a principal fonte de impurezas em inclusões sólidas de quartzo.
Fe: Para diferentes formas de impurezas de ferro, diferentes métodos de beneficiamento e purificação, como triagem, classificação, depuração, lixiviação ácida química, flotação, separação por gravidade, separação magnética e lixiviação microbiana podem efetivamente purificar as impurezas do ferro.
Al: As impurezas de alumínio no minério de quartzo existem principalmente na forma de feldspato, mica e minerais argilosos, que podem ser removidos por métodos de deslamagem por depuração e classificação. Para os minerais portadores de alumínio na forma de feldspato, a separação efetiva do quartzo sempre foi um ponto difícil na indústria de beneficiamento, principalmente a separação de feldspato e quartzo. Como os dois pertencem a minerais de silicato de estrutura com propriedades físicas altamente semelhantes, eles não podem ser separados por separação por gravidade e separação magnética. O método mais eficaz é a flotação, e a lixiviação ácida mista também é usada na purificação profunda.
Portanto, alguns estudiosos julgam se o quartzo produzido naturalmente pode ser usado como quartzo de alta pureza de acordo com o conteúdo de Al e Ti no quartzo. Normalmente, o teor de Al e Ti no quartzo é relativamente alto e é difícil removê-los por um processo de purificação simples, e a purificação fina aumentará o custo de produção. Portanto, o teor de Al e Ti no quartzo é o principal fator que restringe a pureza do quartzo. Assim, quando o teor de Al e Ti no quartzo é inferior a 25ug/g e 10μg/g de quartzo natural, respectivamente, pode ser atribuído à categoria de quartzo de alta pureza.
Em resumo, acreditamos que o processo de tecnologia de purificação de areia de quartzo de alta pureza não é complicado, mas é difícil identificar minérios e alcançar a purificação final de algumas impurezas por meio de processos combinados, especialmente para a remoção de alguns elementos específicos.