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.
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.
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.
Aplicação de 7 categorias de materiais nano-pó em borracha de silicone líquido
A borracha de silicone líquida é composta principalmente por polímeros básicos, cargas de reforço, agentes de reticulação e vários auxiliares em certa proporção para preparar uma borracha de base com autonivelante e tixotropia, e depois misturá-la com ar à temperatura ambiente ou sob condições de aquecimento. Elastômeros formados pelo contato com a umidade em ou com agentes de reticulação.
Como as propriedades físicas e mecânicas da borracha de silicone líquido puro são muito fracas, ela geralmente precisa ser reforçada e modificada para atender às necessidades de aplicações práticas. Entre eles, a adição de cargas de reforço é, sem dúvida, o método mais conciso e conveniente. Os nano-cargas comumente usados são nano-sílica, nanocarbonato de cálcio, montmorilonita orgânica, nanotubos de carbono e grafeno, nanoóxido de zinco, dióxido de nano-titânio, carboneto de silício, óxido de alumínio e fios de nano-prata.
1. Nano sílica
Os métodos de síntese da nano-sílica baseiam-se principalmente no método da fase gasosa e no método de precipitação. A nano-sílica preparada pelo método da fase gasosa possui poucos grupos hidroxila de superfície, tamanho de partícula uniforme e boa dispersibilidade. Zhu Zhimin et ai. usaram sílica pirogênica como carga de reforço e descobriram que, após a adição de 10 partes de sílica, as propriedades físicas e mecânicas da borracha de silicone líquida foram significativamente melhoradas, e a dureza Shore A, resistência à tração e resistência ao cisalhamento podem chegar a 40, respectivamente. , 1,6 MPa, 1,4 MPa; não há mudança significativa na resistência ao cisalhamento após o envelhecimento.
Devido ao custo mais alto da sílica pirogenada, a sílica precipitada de custo mais baixo é de interesse. O teor de água da sílica precipitada é maior e o número de hidroxilas superficial é muito maior do que a sílica pirogênica, o que torna a atividade superficial da sílica precipitada muito alta e é fácil de aglomerar, o que não é propício à dispersão na matriz de borracha. Para resolver este problema, geralmente são utilizados métodos físicos ou químicos para modificar sua superfície para evitar a ocorrência de aglomeração e melhorar sua dispersibilidade.
2. Nanocarbonato de cálcio
O nanocarbonato de cálcio tem as vantagens de tamanho de partícula pequeno, alta área de superfície específica, alta atividade de superfície, grande quantidade de enchimento e processamento conveniente. , Nano carbonato de cálcio é amplamente utilizado em borracha de silicone líquido como um enchimento de reforço comum.
3. Montmorilonita Orgânica (OMMT)
A montmorilonita (MMT) é um silicato em camadas típico e é um enchimento de reforço relativamente comum na indústria da borracha. Para melhorar a compatibilidade do MMT com a borracha de silicone, geralmente é modificado organicamente para obter o OMMT. O estudo descobriu que o OMMT pode ser bem disperso na matriz de borracha de silicone, melhorando assim as propriedades físicas e mecânicas da borracha de silicone.
4. Nanotubos de Carbono (CNTs)
Devido à grande relação de aspecto, alto módulo, tenacidade extremamente alta e baixa densidade dos CNTs, eles sempre chamaram a atenção, por isso a pesquisa de CNTs no campo de reforço de borracha de silicone líquido tornou-se cada vez mais extensa.
5. Grafeno
O grafeno é um tipo de nanomaterial bidimensional com arranjo de rede hexagonal formado por hibridização de átomos de carbono sp2. Possui excelentes propriedades elétricas, térmicas e físicas e mecânicas, e possui desempenho estável, amplas fontes e simples preparo. , é um enchimento funcional muito ideal.
6. Nano óxido de zinco
O ZnO é um ativador de vulcanização comumente usado na indústria da borracha e também pode ser usado como carga para melhorar as propriedades físicas e mecânicas e a condutividade térmica dos materiais.
Em teoria, reduzir o tamanho de partícula de ZnO e aumentar a área de superfície específica são benéficos para melhorar a reatividade, de modo que o nano-ZnO pode ser usado como um enchimento de reforço funcional para borracha de silicone líquido. Além disso, o ZnO também é um bom agente de proteção UV com propriedades antienvelhecimento. O ZnO modificado também pode conferir novas propriedades à borracha de silicone, como propriedades de autolimpeza.
7. Dióxido de nano titânio
O dióxido de nano-titânio tem as características de menos defeitos de superfície, mais átomos desemparelhados e grande área de superfície específica. Quando é usado para fortalecer a borracha, é propenso a ligações físicas ou químicas e aumenta os locais de reticulação, o que é benéfico para melhorar as propriedades físicas e mecânicas dos materiais de borracha. Após ser submetido à força externa no campo de tensão, o dióxido de nano-titânio produz deformação de microdomínios na matriz para absorver energia, e o material de borracha apresenta boa resistência à radiação.
Outras cargas de reforço funcionais Além das cargas nano-reforçadas funcionais acima mencionadas, existem muitos outros tipos de cargas de reforço, como carbeto de silício, alumina, fios de nanoprata, etc. propriedades da borracha de silicone líquido. As propriedades mecânicas também podem conferir algumas propriedades especiais.
Preparação de carbonato de cálcio esférico por cristalização e carbonização por reação de hipergravidade
As formas comuns de carbonato de cálcio incluem principalmente forma irregular, forma de fuso, forma esférica, forma de floco e forma de cubo, etc. Diferentes formas de carbonato de cálcio têm diferentes campos de aplicação e funções. , solubilidade e grande área de superfície específica, etc., têm aplicações importantes nas áreas de plásticos, borracha, alimentos e fabricação de papel.
Atualmente, os principais métodos de preparação do carbonato de cálcio esférico são o método de metátese e o método de carbonização. Embora o método de metátese possa produzir carbonato de cálcio esférico com morfologia regular e boa dispersão, as matérias-primas desse método são caras e uma grande quantidade de íons impureza será introduzida, o que não é adequado para a produção industrial. O método de carbonização é o método mais utilizado na indústria. O método de carbonização tradicional é dividido principalmente no método de carbonização intermitente e no método de carbonização por pulverização contínua. Embora o método de carbonização tenha baixo custo e possa ser produzido em larga escala, o método tradicional de carbonização para preparação de carbonato de cálcio esférico apresenta problemas como distribuição de tamanho de partícula desigual e baixa eficiência de produção.
O método de cristalização por reação de hipergravidade é um novo método de preparação de nanomateriais, e sua essência é gerar enorme força centrífuga através de rotação de alta velocidade, simulando o ambiente de campo de hipergravidade. O rotor de empacotamento rotativo de alta velocidade no reator de hipergravidade bate o líquido em filamentos líquidos, gotículas ou filmes líquidos, e a área de superfície específica do líquido aumenta acentuadamente. 1 a 3 ordens de grandeza, os processos de micromistura e transferência de massa são bastante aprimorados, de modo que o tempo de reação é menor do que o método tradicional de carbonização e o produto tem as vantagens de tamanho de partícula pequeno, distribuição estreita de tamanho de partícula, alta pureza do produto , e morfologia mais regular. . Os reatores de hipergravidade são amplamente utilizados na preparação de nanomateriais devido à sua boa micromistura e efeitos de transferência de massa.
O carbonato de cálcio esférico é cultivado a partir de vaterita na maioria dos casos, mas a vaterita, como uma forma de cristal termodinamicamente instável, é difícil de existir de forma estável em um ambiente úmido e solução aquosa e requer alguns métodos especiais para obtê-la de forma estável. A pesquisa mostra que a introdução de NH4+ durante a reação de carbonização pode não apenas inibir a formação de calcita durante o processo de cristalização, e facilitar a transformação da forma cristalina de carbonato de cálcio em vaterita, mas também a atmosfera de NH4+ pode tornar a vaterita gerada existem de forma estável na solução.
Diferente do NH4+, os aminoácidos ácidos se dissociarão em solução e se combinarão com o Ca2+ para formar um molde de cristal semente. Sob a influência do molde de cristal de semente, o carbonato de cálcio resultante também aparecerá na fase de cristal metaestável e o aminoácido adequado. A introdução gerará funções específicas e modificará a morfologia durante a cristalização do carbonato de cálcio.
Usando ácido glutâmico de baixo custo e cloreto de amônio como aditivos, a preparação controlável de carbonato de cálcio esférico em um campo de hipergravidade foi estudada e os efeitos dos dois aditivos na síntese de carbonato de cálcio foram investigados. Os resultados mostraram que:
(1) Usando o método de cristalização e carbonização de reação de hipergravidade, o tamanho de partícula pode ser obtido sob as condições ideais em que ácido L-glutâmico e cloreto de amônio são adicionados a 4% e 20% de hidróxido de cálcio, respectivamente, e o fator de hipergravidade é 161,0. Carbonato de cálcio vaterita puro com alta esfericidade de cerca de 500nm.
(2) Antes do início da reação, o ácido L-glutâmico e os íons cálcio na solução formam um molde, que afeta a nucleação e o crescimento do carbonato de cálcio, e o NH4+ abundante na solução durante a reação proporciona um bom ambiente para a formação de carbonato de cálcio. vaterita, O corte de alta velocidade do líquido pelo reator de hipergravidade evita a possibilidade de revestimento excessivo de matérias-primas de hidróxido de cálcio e realiza a preparação controlável de carbonato de cálcio esférico.
Efeito do talco ultrafino nas propriedades do papel revestido leve
O talco é um hidrato de silicato de magnésio com estrutura em camadas, com boa estabilidade química, forte resistência a ácidos e álcalis, alta brancura, tamanho de partícula fina, boa dispersibilidade, absorção de óleo estável, forte poder de cobertura e propriedades elétricas. Propriedades como propriedades isolantes e resistência ao calor. O talco é rico em recursos e baixo preço. É um dos produtos em pó ultrafino mais usados no mundo atualmente. É um pigmento branco promissor e é amplamente utilizado em cerâmica, revestimentos, papel, têxteis, borracha e plásticos.
Com o aprofundamento das pesquisas sobre o pó de talco, a aplicação do pó de talco na indústria de papel é cada vez mais extensa. Resina adsorvente para slurry quando ocorre problema de resina no processo de produção de papel cultural e papelão, e como pigmento para revestimento em substituição a parte de caulim ou carbonato de cálcio, é utilizado para melhorar o desempenho de papéis revestidos leves e papéis revestidos especiais, e é adequado para impressão. desempenho e facilidade de operação relacionada. O índice de refração do talco é comparável ao do caulim, e tem uma forma de cristal escamoso, uma alta proporção e baixa absorção de óleo. Possui baixa dureza e alta brancura. Como pigmento branco para revestimento de papel, ele pode não apenas substituir o caulim, mas também ter algumas propriedades melhores que a argila da porcelana, especialmente adequada para revestimentos de papel revestidos leves para impressão rotativa.
Como um tipo de papel com um revestimento e baixo peso de revestimento, o papel revestido leve apresenta requisitos mais altos para ocultação de pigmentos. O caulim amplamente utilizado com alta cobertura nas formulações de revestimentos existentes. O caulim em flocos é importado principalmente do Brasil, e o preço é relativamente alto. Se um pó de talco mais econômico com a mesma capacidade de cobertura e sem necessidade de importação for usado para substituir o caulim em flocos, o custo de produção pode ser continuamente reduzido com a premissa de garantir a qualidade do produto e o custo pode ser economizado. desempenhar um papel positivo.
Os efeitos do talco superfino substituindo o caulim nas propriedades dos revestimentos de papel revestido leve e nas propriedades do papel foram testados. o resultado mostra:
(1) O caulim brasileiro é uma fina folha de argila, e seu diâmetro e espessura são relativamente grandes. A argila da porcelana de folha fina é benéfica para melhorar a cobertura do revestimento de papel com revestimento leve, especialmente o papel com revestimento leve com baixo peso de revestimento (menos de 8 g/m2). O caulim americano é geralmente mais fino em tamanho de partícula e menor em diâmetro e espessura. O alto teor de sólidos do GCC da porcelana Yingge é propício para a preparação de revestimentos de alto teor de sólidos e baixa viscosidade, e o brilho dos pigmentos é relativamente alto. Tanto o talco superfino quanto o caulim brasileiro são pigmentos estruturais em flocos. As partículas de flocos conferem ao papel base uma melhor cobertura, o que pode fazer com que o papel acabado tenha melhores propriedades de impressão, como aceitação uniforme da tinta e alta retenção de tinta. A combinação de partículas de diferentes formatos pode obter um revestimento solto, o que é benéfico para melhorar a absorção de tinta do revestimento.
(2) Após o pó de talco superfino substituir o caulim na formulação do revestimento, com o aumento da quantidade de pó de talco superfino, a viscosidade de baixo cisalhamento do revestimento tende a aumentar, mas o aumento é limitado; a retenção de água do revestimento diminui ligeiramente; A viscosidade de cisalhamento apresentou uma tendência decrescente, indicando que o uso de talco em vez de caulim terá um impacto favorável no desempenho de revestimento do revestimento, o que pode aumentar ainda mais o teor de sólidos do revestimento e obter um melhor efeito de revestimento.
(3) Após a substituição do caulim na fórmula por talco ultrafino, com o aumento da quantidade de talco ultrafino, a brancura, suavidade, opacidade, brilho, rugosidade superficial, brilho de impressão, etc. do papel revestido leve Os indicadores de qualidade e desempenho permaneceram em um nível semelhante, e a resistência da superfície de impressão foi significativamente melhorada.
Influência do tamanho de partícula de carbonato de cálcio modificado com ácido esteárico nas propriedades de filmes compósitos de PBAT
Polibutileno adipato/tereftalato (PBAT) é um copolímero de butileno adipato e butileno tereftalato, que não só tem boa tenacidade e estabilidade, mas também tem excelente Biodegradabilidade é um material de embalagem de filme de proteção ambiental verde ideal, e também é um dos mais estudados plásticos biodegradáveis.
No entanto, a resistência à tração do próprio PBAT é baixa, a taxa de degradação é lenta e o preço é de 5 a 6 vezes o do polipropileno comum, por isso é limitado em aplicação e promoção. A pesquisa atual foca em como obter materiais biodegradáveis com desempenho superior e baixo custo. A maior parte da pesquisa é preparar materiais compósitos verdes misturando cargas relativamente baratas com PBAT, garantindo suas propriedades degradáveis ao mesmo tempo. Controle custos e amplie seu valor de aplicação no mercado.
Devido ao seu baixo preço e certo efeito de endurecimento nos polímeros, o carbonato de cálcio é uma das cargas de polímeros mais utilizadas. O uso de carbonato de cálcio como pó de enchimento para preparar o material compósito PBAT/carbonato de cálcio tornou-se uma maneira viável de reduzir o custo do PBAT. Ao estudar as propriedades de compósitos ternários de PLA/PBAT/carbonato de nanocálcio, as propriedades térmicas e físicas dos compósitos são muito melhoradas após a adição de carbonato de nanocálcio. O PBAT foi preenchido com carbonato de cálcio e verificou-se que o carbonato de cálcio reduziu significativamente o custo, melhorando as propriedades mecânicas do compósito. PBAT modificado com carbonato de cálcio ultrafino, ao adicionar 20% de carbonato de cálcio, o material compósito ainda apresenta boas propriedades físicas.
A modificação da superfície de três tipos de carbonato de cálcio com diferentes tamanhos de partículas foi realizada com ácido esteárico, e o filme composto de PBAT/carbonato de cálcio modificado foi ainda preparado pelo método de fusão por fusão. Os efeitos das propriedades mecânicas e propriedades de transmissão de vapor de água mostram que:
(1) Através da análise de tamanho de partícula, a faixa de distribuição de tamanho de partícula de carbonato de cálcio ativado é relativamente ampla, principalmente distribuída em 1 ~ 20μm, o tamanho médio de partícula em volume é de 7,6μm; o tamanho de partícula de carbonato de cálcio ultrafino é distribuído principalmente em 0,2 ~ 5μm, tamanho médio de partícula em volume. O diâmetro é de 1,5 μm; a distribuição de tamanho de partícula de carbonato de nano-cálcio é relativamente concentrada, principalmente distribuída em 0,2-0,5 μm, e o tamanho médio de partícula em volume é de 0,34 μm. Através da análise FTIR, foi confirmado que o ácido esteárico foi revestido com sucesso na superfície do carbonato de cálcio, e o carbonato de cálcio modificado foi disperso na matriz de PBAT.
(2) Após a adição de carbonato de cálcio modificado, a temperatura de cristalização, cristalinidade e temperatura de fusão do PBAT são aumentadas. Quando foi adicionado carbonato de cálcio ativado com tamanho médio de partícula em volume de 7,6 μm, a temperatura de cristalização atingiu um valor máximo de 84,12 °C, que foi 13,07 °C superior à do PBAT puro; a cristalinidade também atingiu um máximo, de 10,4% de PBAT puro a 11,48%. Quando o nanocarbonato de cálcio modificado foi adicionado, a temperatura de fusão atingiu um valor máximo de 124,99 °C.
(3) As propriedades mecânicas dos filmes compósitos de PBAT/carbonato de cálcio modificado foram significativamente melhoradas e, com a diminuição do tamanho das partículas de carbonato de cálcio modificado, as propriedades mecânicas aumentaram gradualmente. Quando o carbonato de nanocálcio modificado com tamanho médio de partícula em volume de 0,34 μm é adicionado, a resistência à tração do filme compósito atinge o valor máximo de 19,9 MPa, que é 10,07 MPa maior que o do PBAT puro, e a tensão nominal de fratura atinge 551,8%, que é superior ao do PBAT puro. Ela é aumentada em 54% e a resistência ao rasgo em ângulo reto é aumentada de 72,5 kN/m de PBAT puro para 139,3 kN/m.
(4) A propriedade de barreira do filme ao vapor de água é aumentada após a adição de carbonato de cálcio modificado. A taxa de transmissão de vapor d'água do filme composto com adição de carbonato de cálcio ativado é a menor, que é 232,3g/(m2·24h), que é 28,06 menor que a do filme PBAT puro. %, o coeficiente de permeabilidade ao vapor de água correspondente diminuiu 66,09%.
Aplicação de Cálcio Pesado Composto de Nano-Cálcio na Preparação de Borracha de Silicone
Existem muitos tipos de enchimentos para selantes de silicone, como dióxido de silício, nanocarbonato de cálcio, pó de wollastonita, carbonato de cálcio pesado, etc., dos quais a maior quantidade é o carbonato de nanocálcio. No mercado doméstico de selantes, a proporção de adição de nanocarbonato de cálcio na borracha de silicone excede 60%, e a quantidade utilizada é muito considerável.
Mais de 70% do chamado nanocarbonato de cálcio é adicionado com diferentes proporções de carbonato de cálcio pesado, mas na verdade é um micro-nano composto de cálcio. Algumas tecnologias de síntese de nanocarbonato de cálcio são atrasadas, resultando em formas cristalinas desordenadas (é difícil ver cubos regulares em cristais, principalmente pequenos fusos e misturas em cadeia), baixo desempenho de processamento e alto valor de absorção de óleo. A adição de carbonato de cálcio pesado é Para melhorar seu desempenho de processamento, reduzir seu valor de absorção de óleo.
Atualmente, apenas alguns fabricantes podem sintetizar produtos de carbonato de nano-cálcio cúbicos regulares, e outros produtos de carbonato de nano-cálcio irregulares têm baixa tixotropia, baixa resistência à tração, baixo alongamento e baixa recuperação elástica. , o único benefício é o preço baixo.
Esses micro-nano compostos de cálcio parecem ser baratos, mas existem muitos perigos ocultos:
1) propriedades mecânicas ruins;
2) O carbonato de nano-cálcio original tem forma cristalina pobre, alta porosidade superficial e alto teor de água, o que levará a uma baixa estabilidade de armazenamento ou mesmo espessamento da cola à base de álcool;
3) O carbonato de cálcio pesado é originalmente um produto muito estável, e é misturado ao nanocarbonato de cálcio por meio de tratamento de superfície e posterior processo de secagem, o que aumenta sua instabilidade;
4) Nano carbonato de cálcio é misturado com carbonato de cálcio pesado, o que aumenta o custo de mistura, custo de secagem e custo de transporte de carbonato de cálcio pesado. Parece ser barato, mas na verdade é mais caro.
Em comparação com o cálcio composto de micro-nano aparentemente barato, os fabricantes de borracha de silicone usam carbonato de nano-cálcio puro e carbonato de cálcio pesado em suas respectivas linhas de produção, e os produtos de borracha de silicone produzidos são mais estáveis em desempenho e menores em custo.
Selecione produtos de nanocarbonato de cálcio puro com diferentes tamanhos de partículas (15nm, 30nm, 40nm, 50nm, 60nm, 70nm) e carbonato de cálcio pesado inativo de 1500 mesh em diferentes proporções para preparar selantes de silicone. Ao comparar a viscosidade dos materiais de base, consistência, taxa de extrusão e densidade, viscosidade, consistência, taxa de extrusão, tempo de secagem da superfície, resistência à tração, alongamento de força máxima, taxa de recuperação elástica e outros indicadores de produtos selantes. Os resultados mostram que:
(1) Carbonato de cálcio mais pesado pode ser composto com carbonato de nano-cálcio puro com tamanho de partícula mais fino, e a densidade e várias propriedades do selante obtido atendem aos requisitos padrão e o custo é menor.
(2) Seja o processo de produção de adição direta de cálcio micro-nano composto, ou o processo de produção de adição de carbonato de nano-cálcio puro ao composto de carbonato de cálcio pesado, é especialmente crítico selecionar nano de alta qualidade (morfologia de cristal regular) -carbonato de cálcio como material de reforço. , que é o principal fator que determina as propriedades mecânicas do produto final de borracha de silicone.
(3) Comparado com o uso de micro-nano composto de cálcio, o uso de nanocarbonato de cálcio puro de alta qualidade combinado com carbonato de cálcio pesado para produzir borracha de silicone não só reduz o custo de produção da borracha de silicone, mas também ajuda a melhorar sua propriedades mecânicas; Em termos de gerenciamento e gerenciamento de controle de qualidade, também é propício para manter a estabilidade a longo prazo do desempenho do produto.
Influência do Silicato de Cálcio, Talco, Carga Composta de Cálcio Leve nas Propriedades do Papel Base de Papel de Parede
Como um importante material de decoração de interiores, o papel de parede é preferido por cada vez mais consumidores. De um modo geral, o papel de parede à base de papel requer um bom volume e permeabilidade ao ar e pode liberar a umidade da própria parede sem fazer com que o papel de parede fique mofado.
Comparado com um único tipo de enchimento, o enchimento composto de atapulgita e carbonato de cálcio pode melhorar significativamente as propriedades de resistência do papel. Um dos principais motivos.
Diferentes tipos de cargas minerais podem complementar-se e cooperar entre si através da composição e enchimento, de modo a otimizar o desempenho do papel carregado.
(1) A adição de silicato de cálcio leve ao enchimento composto pode aumentar significativamente o volume do papel base. Com uma quantidade de enchimento de 30%, quando silicato de cálcio: carbonato de cálcio leve = 1:2, o volume do papel preenchido será aumentado. A espessura é 15,2% maior que a do pó de talco: carbonato de cálcio leve = 1:2 carga composta e papel, e tem pouco efeito na taxa de retenção da carga, brancura do papel e índice de tração.
(2) Com o aumento da quantidade de enchimento, em comparação com talco: silicato de cálcio: carbonato de cálcio leve = 1:1:1 tipo de composto, silicato de cálcio: carbonato de cálcio leve = 1:2 tipo de composto O aumento do volume da folha de papel é mais óbvio, e a brancura e opacidade do papel são melhores sob o teor de cinzas semelhante do papel acabado. Isso ocorre principalmente porque as propriedades de brancura e dispersão de luz do cálcio leve são melhores, portanto, aumentar a proporção de cálcio leve no enchimento composto é benéfico para melhorar a brancura e a opacidade do papel acabado.
Que efeito os elementos de impureza têm na qualidade dos produtos de quartzo de alta pureza?
Os principais elementos de impureza no quartzo são Al, Fe, Ca, Mg, Li, Na, K, Ti, B, H. Os elementos de impureza têm grande influência na qualidade de produtos de quartzo de alta pureza, como metais alcalinos, metais de transição metais, Al e P, etc. O conteúdo do elemento é um indicador chave de matérias-primas de quartzo de alta pureza. Os requisitos de teor de elementos de impureza variam de acordo com o uso do vidro de quartzo preparado, mas a tendência geral é que quanto menor, melhor.
(1) Elementos de metais alcalinos Li, K, Na
Reduza a temperatura de serviço e a resistência mecânica do vidro de quartzo e catalisa a cristalização do vidro de quartzo em alta temperatura, resultando em desvitrificação e deformação de alta temperatura do vidro de quartzo. Reduzir o conteúdo de elementos de metal alcalino é benéfico para aumentar o ponto de amolecimento do cadinho de quartzo de alta pureza, aumentar a resistência à deformação do cadinho de quartzo e melhorar o rendimento de cristais únicos.
A areia padrão IOTA exige que a soma de elementos de metal alcalino seja 2,4 × 10-6, e o quartzo de alta pureza necessário para tubos de processo, processamento de pastilhas de silício, blocos de quartzo e cadinhos semicondutores para silício de cristal único requer a soma de <1,4 × 10-6, cadinho tipo CZ requer sua soma <0,5 × 10-6, e areia de quartzo de pureza ultra-alta para pastilhas de silício de 12 polegadas ou maiores requer sua soma <0,08 × 10-6.
(2) Elementos de metais de transição Cr, Cu, Fe
O vidro de quartzo produz manchas de cor ou causa descoloração de alta temperatura do vidro de quartzo, o que afeta a transmissão da luz e reduz a confiabilidade e estabilidade do instrumento. Na aplicação de fibras ópticas, causará desníveis microscópicos, aumentará a perda de fibra e até levará à distorção do sinal. Em aplicações de semicondutores, pequenas quantidades de elementos de metal de transição no produto podem promover o crescimento de cristais.
(3) Al e P
Entrar na estrutura de quartzo produzirá fortes ligações químicas, que afetarão a condutividade dos produtos de quartzo e, ao mesmo tempo, aumentarão o efeito de cristalização do vidro de quartzo e reduzirão a vida útil. Uma pequena quantidade de Al não afetará a qualidade dos produtos de quartzo de alta pureza. A areia padrão IOTA requer conteúdo de elemento Al (12~18)×10-6, mas uma pequena quantidade de Al na fibra óptica reduzirá a transmissão de luz do vidro de quartzo. A existência do elemento P afetará seriamente a extração do silício monocristalino, de modo que o cadinho de quartzo de alta pureza tem altos requisitos para P, e o conteúdo do elemento P deve ser menor que 0,04 × 10-6.
Processo de produção de nanocarbonato de cálcio ativo para tubo de PVC de alto desempenho
O carbonato de nanocálcio ativado é usado em plásticos, borracha e outros materiais poliméricos para preencher e reforçar e melhorar as propriedades mecânicas dos produtos, aumentar a quantidade de cargas sob a condição de que o desempenho permaneça inalterado, reduzir o custo total dos produtos, e melhorar a qualidade do produto. competitividade de mercado. Portanto, o nanocarbonato de cálcio é cada vez mais utilizado em plásticos, borrachas, adesivos, tintas e outros campos, especialmente em produtos de cloreto de polivinila (PVC) com maior quantidade.
Para atender às necessidades de produção de tubos de PVC de alta resistência e elasticidade, Xie Zhong et al. usou calcário como matéria-prima para gerar cal por calcinação e adotou o método de carbonização contínua de torre dupla para produzir carbonato de nanocálcio. O agente de tratamento de superfície composto de agente de acoplamento e outros componentes é usado para ativar o carbonato de cálcio, e o carbonato de cálcio ativado nanômetro com baixo valor de absorção de óleo, bom desempenho de processamento e boa dispersibilidade é preparado.
Processo de produção de nano-cálcio ativo
Utilizando calcário como matéria-prima, é calcinado para gerar cal virgem CaO e CO2. CaO é dissolvido em cal apagada produzida em água Ca(OH)2. Adicione o agente de controle de forma cristalina à água de cal apagada Ca(OH)2 e controle certas condições de concentração e temperatura. Após a agitação, o gás de exaustão do forno (CO2) é introduzido e a reação gera carbonato de nanocálcio (carbonização).
A pasta de carbonato de cálcio em nanoescala é aquecida a uma certa temperatura, ativada (ativada) pela adição de um agente de tratamento de superfície e, em seguida, a água na torta de filtro é removida por um filtro prensa e, em seguida, o carbonato de cálcio ativado em nanoescala é obtido por secagem ao ar , classificação e peneiramento.
Processo de carbonização: O método de carbonização contínua de torre dupla é adotado, a primeira torre de jato, a segunda torre de bolha, o volume efetivo de cada torre é de 30m3. Adicione pasta de Ca(OH)2 (gravidade específica: 1,05), a temperatura da pasta é de 15~25℃, adicione 0,2%~0,8% de agente de controle de cristal (calculado com base em base seca de Ca(OH)2), passe CO2, CO2 de controle A concentração é de 30%, o tempo de reação de carbonização é de 130min, a temperatura final da reação de carbonização é ≤55℃, o valor de pH é 8,0 e a área de superfície específica da permeabilidade ao ar é ≥9,5m2/g. Se a concentração seca de Ca(OH)2 for muito alta, a viscosidade da pasta aumentará, o fenômeno de revestimento será sério e as partículas de carbonato de cálcio são fáceis de aglomerar em partículas grandes, e as partículas de carbonato de cálcio são misturadas com Ca(OH)2, controle o Ca(OH)2 A concentração de base em massa de 5% a 10% é apropriada.
Ativador: Os ativadores comumente usados (agentes de tratamento de superfície) incluem principalmente agentes de tratamento inorgânicos, ácidos graxos e seus derivados, ácidos resínicos, agentes de acoplamento, compostos poliméricos e óleos vegetais. Os produtos de carbonato de cálcio ativado para diferentes usos são principalmente diferentes do uso de diferentes agentes de tratamento de superfície. Após a seleção das variedades de agentes ativos e a otimização da proporção, foram finalmente selecionados quatro tipos de substâncias, incluindo ácido graxo, óleo vegetal, tensoativo não iônico e agente de acoplamento, e a proporção foi de 3:2:1:0,5.
Processo de ativação: é adotado o método de tratamento de superfície em 3 etapas, 3 ativadores diferentes são ativados em 3 vezes, a pasta de CaCO3 (3,0t com base em base seca de CaCO3) é bombeada para o tanque de ativação de 30m3, o misturador é iniciado, a velocidade é 280r /min e, em seguida, Adicionar ativador para ativação, adicionar a solução de ácido graxo saponificado, agitar por 1h e concluir a primeira etapa de ativação. Em seguida, o óleo vegetal emulsionado e a solução de monoglicerídeos foram adicionados e agitados por 1 h para completar a segunda etapa de ativação. Em seguida, adicione a solução de agente de acoplamento emulsionada e agite por 1 h para completar a terceira etapa de ativação.
O nanocarbonato de cálcio ativo produzido por este processo possui baixo valor de absorção de óleo, bom desempenho de processamento e boa dispersibilidade. É utilizado como agente de enchimento e reforço na produção de tubos de drenagem de PVC. , Taxa de retração longitudinal, teste plano e outros indicadores são melhores do que o padrão nacional para tubos de PVC. Um caminhão de 30 toneladas é pressionado sobre o tubo de drenagem, e o tubo de água ainda é restaurado à sua forma original, e o desempenho do produto é excelente.
Óxido de nano-zinco - um novo material químico inorgânico fino funcional
O óxido de nano-zinco é um novo tipo de material químico inorgânico fino funcional, que possui as características de matérias-primas baratas e fáceis de obter, alto ponto de fusão, boa estabilidade térmica, bom acoplamento eletromecânico, bom desempenho de luminescência, desempenho antibacteriano, desempenho catalítico e excelente desempenho de blindagem ultravioleta. , amplamente utilizado em aditivos antibacterianos, catalisadores, borracha, corantes, tintas, revestimentos, vidro, cerâmica piezoelétrica, optoeletrônica e produtos químicos domésticos e outros campos.
1. Agente ativo de borracha e acelerador de vulcanização
O óxido de nano-zinco tem boa dispersibilidade, solto e poroso, boa fluidez, fácil dispersão durante a fundição e pequena geração de calor do composto de borracha. Como ativador de vulcanização, o composto adicionado ao produto alvo tem atividade mais forte, melhorando a microestrutura da borracha vulcanizada e melhorando a qualidade dos produtos de borracha. Acabamento, resistência mecânica, resistência ao rasgo, resistência à oxidação térmica e tem as vantagens de antienvelhecimento, antifricção e fogo, prolongando a vida útil, etc. borracha pneu lateral borracha anti-dobrável O desempenho é aumentado de 100.000 vezes para 500.000 vezes, o que pode efetivamente reduzir o custo de produção das empresas.
2. Cristalizador de cerâmica
O óxido de nano-zinco tem efeito nano, tamanho de partícula pequeno, grande área de superfície específica e tem maior atividade química do que o óxido de zinco comum, o que pode reduzir significativamente o grau de sinterização e densificação do material, economizar energia e fazer a composição da cerâmica materiais densos e uniformes. , para melhorar o desempenho dos materiais cerâmicos. Devido ao seu efeito de volume e alta capacidade de dispersão, pode ser usado diretamente sem processamento e moagem. Comparado com o óxido de zinco comum, sua dosagem pode ser reduzida em 30%-50%. A temperatura de sinterização de produtos cerâmicos é 40-60℃ mais baixa do que a do óxido de zinco comum. Também pode fazer com que os produtos cerâmicos tenham funções antibacterianas e autolimpantes.
3. Antioxidante de óleo lubrificante ou graxa
O óxido de nano-zinco tem forte atividade química e pode capturar radicais livres, destruindo assim a reação em cadeia dos radicais livres. Ao mesmo tempo, o óxido de nano-zinco é um óxido anfotérico, que pode neutralizar o ácido acumulado na cadeia de hidrocarbonetos do óleo lubrificante ao longo do tempo, o que pode prolongar a vida útil do óleo lubrificante.
4. Absorvedor de UV
O óxido de nano-zinco pode absorver os raios ultravioleta e gerar transições eletrônicas, absorvendo e bloqueando o ultravioleta de onda média (UVB) e o ultravioleta de onda longa (UVA). Devido ao pequeno tamanho de partícula do óxido de nano-zinco, a taxa de absorção ultravioleta por quantidade de adição de unidade é muito melhorada. O óxido de nano-zinco é um óxido de metal inorgânico, que pode manter a estabilidade a longo prazo sem degradação, garantindo assim a estabilidade a longo prazo e a eficácia do seu efeito de proteção ultravioleta. Este produto é indicado para ambientes com forte radiação ultravioleta, podendo ser utilizado em revestimentos protetores de móveis de madeira, resinas, plásticos e borrachas, além de cosméticos e outros produtos.
5. Agente antimofo e bacteriostático
O óxido de nano-zinco é um material semicondutor auto-ativado. Sob a irradiação de luz ultravioleta e luz visível, ele irá decompor elétrons em movimento livre e deixar buracos de elétrons positivos ao mesmo tempo. Os furos podem reagir com oxigênio e água na superfície do óxido de zinco para gerar radicais hidroxila, espécies reativas de oxigênio, etc., causando uma série de reações biológicas. Pode efetivamente oxidar e degradar a biomassa, de modo a desempenhar o papel de anti-mofo e antibacteriano. Devido ao nanoefeito do óxido de nano-zinco, sua área de superfície específica é significativamente aumentada, sua atividade de oxidação fotocatalítica é maior e possui propriedades antibacterianas, antibacterianas e antifúngicas mais eficientes. . Pode ser aplicado em produtos antibacterianos e antimofo de revestimentos, selantes, plásticos, borracha e produtos têxteis.