Modificação superficial (ativação) do talco e sua aplicação em plásticos e revestimentos
O talco é um silicato hidratado com fórmula química 3MgO·4SiO2·H2O. O seu formato de cristal pode ser em flocos, folhas, agulhas e blocos.
A estrutura do talco puro consiste numa camada de brucite (hidróxido de magnésio, MgO·H2O) comprimida entre duas camadas de sílica, com as camadas empilhadas uma sobre a outra e camadas adjacentes de talco ligadas por fracas forças de van der Waals. Quando o cisalhamento é aplicado, as camadas podem deslizar facilmente umas contra as outras.
O talco é inerte à maioria dos reagentes químicos, não se decompõe quando em contacto com ácidos, é um mau condutor de eletricidade, tem baixa condutividade térmica e elevada resistência ao choque térmico, e não se decompõe quando aquecido a 900ºC.
Estas excelentes propriedades do talco tornam-no um bom enchimento e são amplamente utilizados nas áreas de plásticos e revestimentos, mas a superfície hidrofílica do talco limita a sua aplicação em algumas áreas hidrofóbicas. Para melhorar ainda mais o seu desempenho e ampliar as suas áreas de aplicação, é necessária a modificação da superfície.
1. Métodos de modificação de superfície e modificadores normalmente utilizados para o talco
(1) Modificadores de superfície normalmente utilizados para talco
Para tornar o talco melhor ligado aos polímeros, existem dois tipos principais de modificadores utilizados atualmente para a modificação:
Agentes de acoplamento: principalmente titanatos, aluminatos, silanos e ácidos esteáricos. Os titanos são mais comumente usados. A sua estrutura molecular é R´-O-Ti-(O-X-R-Y)n, onde R´O- pode reagir com a estrutura química da superfície da carga, R é um grupo emaranhado de cadeia longa com uma estrutura gordurosa ou aromática, que pode melhorar a compatibilidade entre o polímero e o enchimento, e Y é um grupo reativo ativo que pode reticular ou ligar-se no sistema de enchimento de polímero.
Tensoativos: principalmente dodecilbenzeno sulfonato de sódio, dodecil sulfonato de sódio, brometo de dodeciltrimetilamónio, cloreto de dodeciltrimetilamónio, olefina sulfonato de sódio, etc., que têm o mesmo efeito que os agentes de acoplamento na melhoria da compatibilidade entre polímeros e cargas, mas o seu mecanismo de ligação à superfície da carga é diferente da dos agentes de acoplamento.
(2) Métodos de modificação da superfície do pó de talco
Modificação do revestimento superficial: Cobrir a superfície das partículas com tensioactivos para conferir novas propriedades às partículas é um método comum nos dias de hoje.
Método mecanoquímico: Um método de modificação que utiliza esmagamento, fricção e outros métodos para aumentar a atividade superficial. Este método consiste em esmagar e esfregar partículas relativamente grandes para as tornar mais pequenas.
Modificação externa do filme: Um método de revestir uniformemente uma camada de polímero na superfície das partículas para alterar as propriedades superficiais das partículas. Para o pó de talco, pode ser primeiro triturado e ativado, depois adsorvido com tensioativos sob certas condições e depois adsorvido com monómeros através de tensioativos e, finalmente, os monómeros sofrem polimerização para obter o efeito de revestimento superficial.
Modificação ativa local: Utilize reações químicas para formar diferentes grupos funcionais na superfície das partículas para atingir o objetivo de modificação da superfície.
Modificação de superfície de alta energia: Utilize descarga de alta energia, raios ultravioleta, raios de plasma, etc. Este método utiliza a enorme energia gerada por descargas de alta energia, raios ultravioleta, raios de plasma, etc. Melhore a compatibilidade de partículas e polímeros.
Modificação da reação de precipitação: modificação utilizando reação de precipitação. Este método utiliza o efeito de precipitação para revestir a superfície das partículas de forma a obter o efeito de modificação.
2. Aplicação de pó de talco na zona dos plásticos
O pó de talco enche os plásticos para melhorar a rigidez, a estabilidade dimensional e a lubricidade dos produtos, evitar a fluência a alta temperatura, reduzir o desgaste nas máquinas de moldagem e fazer com que o polímero melhore a dureza e a resistência à fluência através do enchimento, enquanto a resistência ao impacto permanece basicamente inalterada. Se for manuseado adequadamente, pode melhorar a resistência ao choque térmico dos polímeros, melhorar o encolhimento da moldagem dos plásticos, o módulo elástico de flexão e a resistência ao escoamento à tração dos produtos.
Aplicação em materiais PP: Esta aplicação é a mais estudada e a mais utilizada. É agora amplamente utilizado em peças automóveis, tais como pára-choques automóveis, peças periféricas de motores, peças de ar condicionado, painéis, faróis, chassis, pedais e outras peças.
Aplicação em automóveis: Os materiais PP possuem uma vasta gama de fontes, baixa densidade e podem ser modificados para melhorar as suas propriedades físicas e químicas. Pode reduzir custos, reduzir o peso e reduzir o consumo de combustível sem reduzir as propriedades mecânicas. Por exemplo, o ventilador de arrefecimento automóvel injetado com materiais PP preenchidos com pó de talco não só é leve e com baixo ruído, como também melhora a eficiência do arrefecimento.
23 campos de aplicação do caulino
(1) Indústria cerâmica
A indústria cerâmica é a primeira indústria a utilizar caulino e a indústria com maior quantidade de caulino. A quantidade geral é de 20% a 30% da fórmula. O papel do caulino na cerâmica é introduzir Al2O3, o que pode melhorar a sua estabilidade química e resistência à sinterização.
(2) Borracha
O enchimento de caulino na mistura coloidal de borracha pode aumentar a estabilidade química, a resistência ao desgaste e a resistência mecânica da borracha, prolongar o tempo de endurecimento e melhorar as propriedades reológicas, as propriedades de mistura e as propriedades de vulcanização da borracha, aumentar a viscosidade do produto não vulcanizado , e evitar que se afunde, desmorone, flacidez, deformação, tubos planos, etc.
(3) Pigmentos de tinta
O caulino tem sido utilizado como carga para tintas e vernizes desde há muito tempo devido à sua cor branca, baixo preço, boa fluidez, propriedades químicas estáveis e grande capacidade de troca catiónica superficial.
(4) Materiais refractários
O caulino tem boas propriedades refratárias e é frequentemente utilizado para produzir produtos refratários.
(5) Catalisadores
O caulino pode ser utilizado diretamente ou após modificação ácida ou alcalina como matriz catalítica, ou pode ser sintetizado em peneiras moleculares ou catalisadores contendo peneiras moleculares do tipo Y através da tecnologia de cristalização in-situ.
(6) Materiais do cabo
A produção de cabos de elevado isolamento requer a adição de quantidades excessivas de melhoradores de desempenho elétrico.
(7) Campo de lubrificação
O caulino apresenta uma estrutura em camadas e partículas de pequeno tamanho, o que lhe confere uma boa lubricidade.
(8) Tratamento de águas residuais de metais pesados
O caulino possui reservas abundantes, amplas fontes e preços baixos. A sua estrutura bidimensional natural em camadas proporciona uma grande área superficial específica e um bom desempenho de adsorção.
(9) Utilização de recursos secundários
O caulino modificado é também utilizado na área de utilização de recursos secundários para recuperar iões metálicos.
(10) Tratamento de produtos petrolíferos degradados
Atualmente, o método mais utilizado para tratar produtos petrolíferos degradados é a regeneração por adsorção, que é feita principalmente de adsorventes de sílica-alumina feitos de bentonite processada, caulino, etc.
(11) Materiais de armazenamento térmico de mudança de fase de construção
Utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como agente de intercalação, o caulino à base de carvão foi intercalado e modificado pelo método de intercalação por fusão, e o caulino intercalado foi utilizado como matriz.
(12) Materiais de armazenamento de energia solar
Utilizando caulino e estearato de sódio como matéria-prima, é preparado um novo tipo de material de armazenamento de calor com mudança de fase de caulino/estearato de sódio.
(13) Peneiras moleculares
O caulino é abundante em reservas, tem um preço barato e tem um elevado teor de alumínio-silício, o que o torna uma boa matéria-prima para a preparação de peneiras moleculares.
(14) Materiais de intercalação orgânica de caulinita
O método de intercalação envolve geralmente a inserção de moléculas orgânicas ou polímeros em camadas em materiais inorgânicos em camadas para preparar materiais compósitos de intercalação.
(15) Nanomateriais
Devido ao seu tamanho especial, os nanomateriais têm muitas propriedades únicas, como a proteção contra os raios ultravioleta e as ondas eletromagnéticas, e são utilizados nas indústrias militar, de comunicação, de informática e outras; adicionar nanoargila no processo de produção de bebedouros e frigoríficos tem efeitos antibacterianos e desinfetantes; adicionar nanoargila na produção de cerâmica pode aumentar a resistência da cerâmica em 50 vezes e pode ser utilizada no fabrico de peças de motores.
(16) Preparação de fibra de vidro
O caulino é uma importante matéria-prima para a preparação de fibra de vidro, fornecendo Al2O3 e SiO2 para a fibra de vidro.
(17) Materiais de sílica mesoporosa
Os materiais mesoporosos são materiais com tamanhos de poros de 2 a 50 nm. Possuem grande porosidade, capacidade de adsorção e área superficial específica.
(18) Materiais hemostáticos
A hemorragia descontrolada após trauma é a principal causa de elevada mortalidade. Com base na capacidade do agente hemostático natural daizheshi para controlar a hemorragia, foi sintetizado com sucesso um novo tipo de material compósito nanoargila de óxido de ferro/caulim.
(19) Transportador de droga
O caulino é um cristal em camadas 1:1 com um arranjo compacto e uniforme e uma grande área superficial específica. É frequentemente utilizado como material de libertação sustentada.
(20) Material antibacteriano
(21) Engenharia de tecidos
Utilizando caulino como aglutinante, uma estrutura tridimensional de MBG com excelente resistência mecânica, capacidade de mineralização e boa resposta celular foi preparada com sucesso utilizando um método de modelo de espuma de poliuretano (PU) modificado.
(22) Cosméticos
O caulino pode ser utilizado como aditivo em cosméticos para aumentar a absorção de óleo e água, aumentar a afinidade dos cosméticos com a pele e melhorar a função hidratante.
(23) Aplicação de caulino na indústria de fabrico de papel
Na indústria de fabrico de papel, o mercado internacional de caulino é relativamente próspero e o seu volume de vendas excede o da cerâmica, borracha, tintas, plásticos, materiais refractários e outras indústrias.
Modificação de superfície de materiais de ânodo de grafite
A grafite é o primeiro material de elétrodo negativo para baterias de iões de lítio a ser aplicado comercialmente. Após três décadas de desenvolvimento, o grafite é ainda o material de elétrodo negativo mais fiável e amplamente utilizado.
A grafite apresenta uma boa estrutura em camadas, com átomos de carbono dispostos de forma hexagonal e que se estendem numa direção bidimensional. Como material de elétrodo negativo para baterias de iões de lítio, o grafite tem uma elevada seletividade para eletrólitos, baixo desempenho de carga e descarga de alta corrente e, durante o primeiro processo de carga e descarga, os iões de lítio solvatados serão inseridos nas camadas intermédias de grafite, reduzidos e decompostos para produzem novas substâncias, provocando a expansão de volume, o que pode levar diretamente ao colapso da camada de grafite e deteriorar o desempenho do ciclo do elétrodo. Assim, é necessário modificar a grafite para melhorar a sua capacidade específica reversível, melhorar a qualidade do filme SEI, aumentar a compatibilidade da grafite com o eletrólito e melhorar o desempenho do seu ciclo. Atualmente, a modificação da superfície dos elétrodos negativos de grafite divide-se principalmente em moagem mecânica de esferas, tratamento de oxidação e halogenação de superfícies, revestimento de superfícies, dopagem de elementos e outros meios.
Método mecânico de moagem de bolas
O método mecânico de moagem de bolas consiste em alterar a estrutura e a morfologia da superfície do elétrodo negativo de grafite por meios físicos para aumentar a área de superfície e a área de contacto, melhorando assim a eficiência de armazenamento e libertação de iões de lítio.
1.º Reduzir o tamanho das partículas: A moagem mecânica de bolas pode reduzir significativamente o tamanho das partículas de grafite, de modo a que o material do elétrodo negativo de grafite tenha uma maior área de superfície específica. O tamanho de partícula mais pequeno conduz à rápida difusão dos iões de lítio e melhora o desempenho da taxa da bateria.
2.º Introduzir novas fases: Durante o processo de moagem de bolas, as partículas de grafite podem sofrer mudanças de fase devido a forças mecânicas, como a introdução de novas fases, como as fases romboédricas.
3.º Aumentar a porosidade: A moagem de bolas também produzirá um grande número de microporos e defeitos na superfície das partículas de grafite. Estas estruturas de poros podem servir como canais rápidos para os iões de lítio, melhorando a taxa de difusão dos iões de lítio e a eficiência de carga e descarga da bateria.
4.º Melhorar a condutividade: Embora a moagem mecânica de bolas em si não altere diretamente a condutividade da grafite, ao reduzir o tamanho da partícula e introduzir uma estrutura de poros, o contacto entre o elétrodo negativo de grafite e o eletrólito pode ser mais suficiente , melhorando assim a condutividade e o desempenho eletroquímico da bateria.
Tratamento de oxidação e halogenação de superfície
O tratamento de oxidação e halogenação pode melhorar as propriedades químicas interfaciais dos materiais de elétrodo negativo de grafite.
1. Oxidação de superfície
A oxidação superficial inclui geralmente a oxidação em fase gasosa e a oxidação em fase líquida.
2. Halogenação de superfície
Através do tratamento de halogenação, é formada uma estrutura CF na superfície do grafite natural, o que pode aumentar a estabilidade estrutural do grafite e evitar que os flocos de grafite caiam durante o ciclo.
Revestimento de superfície
A modificação do revestimento superficial de materiais de elétrodo negativo de grafite inclui principalmente o revestimento de material de carbono, metal ou não metálico e o seu revestimento de óxido e revestimento de polímero. O objetivo de melhorar a capacidade específica reversível, a eficiência do primeiro coulomb, o desempenho do ciclo e o desempenho de carga e descarga de alta corrente do elétrodo é alcançado através do revestimento superficial.
1. Revestimento de material de carbono
Uma camada de carbono amorfo é revestida na camada exterior de grafite para fazer um material compósito C/C com uma estrutura "core-shell", de modo a que o carbono amorfo entre em contacto com o solvente, evite o contacto direto entre o solvente e a grafite, e evita a esfoliação da camada de grafite provocada pela co-incorporação das moléculas do solvente.
2.º Metal ou não metal e o seu revestimento de óxido
O metal e o seu revestimento de óxido são obtidos principalmente pela deposição de uma camada de metal ou óxido metálico na superfície do grafite. O metal de revestimento pode aumentar o coeficiente de difusão dos iões de lítio no material e melhorar o desempenho da taxa do elétrodo.
O revestimento de óxido não metálico, como o Al2O3, Al2O3 amorfo que reveste a superfície de grafite pode melhorar a molhabilidade do eletrólito, reduzir a resistência à difusão dos iões de lítio e inibir eficazmente o crescimento dos dendritos de lítio, melhorando assim as propriedades eletroquímicas dos materiais de grafite.
3. Revestimento de polímero
Os óxidos inorgânicos ou revestimentos metálicos são frágeis, difíceis de revestir uniformemente e facilmente danificados. Estudos demonstraram que a grafite revestida com sais de ácidos orgânicos contendo ligações duplas carbono-carbono é mais eficaz na melhoria do desempenho eletroquímico.
O papel do sulfato de bário, do pó de mica e do caulino nos revestimentos em pó
Os enchimentos em tintas em pó podem não só reduzir os custos, como também desempenhar um grande papel na melhoria do desempenho dos produtos de revestimento. Como melhorar a resistência ao desgaste e aos riscos do revestimento, reduzir a flacidez do revestimento durante o nivelamento do fundido, melhorar a resistência à corrosão e melhorar a resistência à humidade.
Ao selecionar cargas para revestimentos em pó, fatores como a densidade, o desempenho da dispersão, a distribuição do tamanho das partículas e a pureza precisam de ser considerados. De um modo geral, quanto maior for a densidade, menor será a cobertura do revestimento em pó; a dispersão de partículas grandes é melhor do que a de partículas pequenas; o enchimento é quimicamente inerte e pode evitar reagir com certos componentes da fórmula em pó, como os pigmentos; a cor do enchimento deve ser o mais branca possível. Os materiais em pó de enchimento normalmente utilizados nos revestimentos em pó são principalmente carbonato de cálcio, sulfato de bário, talco, pó de mica, caulino, sílica, volastonita, etc.
Aplicação de sulfato de bário em tintas em pó
O sulfato de bário utilizado como pigmento nos revestimentos é de dois tipos: natural e sintético. O produto natural é designado por pó de barita e o produto sintético é designado por sulfato de bário precipitado.
Nas tintas em pó, o sulfato de bário precipitado pode melhorar o nivelamento e a retenção de brilho dos revestimentos em pó e tem uma boa compatibilidade com todos os pigmentos. Pode fazer com que os revestimentos em pó atinjam a espessura de revestimento ideal e uma elevada taxa de revestimento em pó no processo de pulverização.
A carga em pó de barita é utilizada principalmente em primários industriais e revestimentos intermédios automóveis que exigem uma elevada resistência de revestimento, um elevado poder de enchimento e uma elevada inércia química, sendo também utilizada em acabamentos que exigem um maior brilho. Na tinta de látex, devido ao elevado índice de refração da barite (1,637), o pó fino de barite pode ter a função de pigmento branco translúcido e pode substituir parte do dióxido de titânio nos revestimentos.
O sulfato de bário ultrafino possui características de grande quantidade de enchimento, bom brilho, bom nivelamento, forte retenção de brilho e boa compatibilidade com todos os pigmentos. É o enchimento mais ideal para revestimentos em pó.
Aplicação de pó de mica em revestimentos em pó
O pó de mica é uma composição complexa de silicato, as partículas são escamosas, a resistência ao calor, a resistência aos ácidos e aos álcalis são excelentes e afeta a fluidez de fusão dos revestimentos em pó. É geralmente utilizado em revestimentos em pó isolantes e resistentes à temperatura e pode ser utilizado como enchimento para pó de textura.
Aplicação de Caulino em Tintas em Pó
O caulino pode melhorar as propriedades de tixotropia e anti-sedimentação. A argila calcinada não tem qualquer efeito nas propriedades reológicas, mas pode ter um efeito mate, aumentar o poder de cobertura e aumentar a brancura como a argila não tratada, que é semelhante ao pó de talco.
O caulino tem geralmente uma elevada absorção de água e não é adequado para melhorar a tixotropia dos revestimentos e preparar revestimentos hidrófobos. O tamanho das partículas dos produtos de caulino situa-se entre 0,2 e 1 μm. O caulino com partículas grandes tem uma baixa absorção de água e um bom efeito mate. O caulino com um tamanho de partícula pequeno (inferior a 1 μm) pode ser utilizado para revestimentos semibrilhantes e revestimentos interiores.
O caulino é também chamado de silicato de alumínio hidratado. De acordo com diferentes métodos de processamento, o caulino pode ser dividido em caulino calcinado e caulino lavado. De um modo geral, a absorção de óleo, a opacidade, a porosidade, a dureza e a brancura do caulino calcinado são superiores às do caulino lavado, mas o preço é também superior ao do caulino lavado.
14 aplicações de negro de fumo branco
Aplicação em pneus
A sílica é utilizada como agente de reforço, sendo que a maior quantidade está na área da borracha, sendo responsável por 70% do total. A sílica pode melhorar muito as propriedades físicas da borracha, reduzir a histerese da borracha e reduzir a resistência ao rolamento do pneu sem perder a sua propriedade antiderrapante.
Aplicação em antiespumantes
Existem geralmente dois tipos de sílica pirogénica: hidrofílica e hidrofóbica. O produto hidrófobo é obtido por tratamento químico superficial do produto hidrófilo.
Aplicação na indústria de tintas e revestimentos
A sílica pode ser utilizada como aditivo reológico, agente anti-sedimentação, dispersante e agente de fosqueamento na produção de revestimentos, desempenhando o papel de espessante, anti-sedimentação, tixotropia e fosqueamento. Pode também melhorar a resistência às intempéries e aos riscos do revestimento, melhorar a força de adesão entre o revestimento e o substrato e a dureza do revestimento, melhorar a resistência ao envelhecimento do revestimento e melhorar a absorção ultravioleta e as características de reflexão da luz infravermelha .
Aplicação em embalagens eletrónicas
Ao dispersar totalmente a sílica pirogénica tratada com superfície ativa na matriz de cola de encapsulamento de resina epóxi modificada com silicone, o tempo de cura do material de encapsulamento pode ser bastante reduzido (2,0-2,5 h) e a temperatura de cura pode ser reduzido à temperatura ambiente, para que o desempenho de vedação do dispositivo OLED seja significativamente melhorado
Aplicação em plásticos
A sílica é também frequentemente utilizada em novos plásticos. A adição de uma pequena quantidade de sílica durante a mistura do plástico produzirá um efeito de reforço significativo, melhorará a dureza e as propriedades mecânicas do material, melhorando assim a tecnologia de processamento e o desempenho do produto.
Aplicação em cerâmica
A utilização de sílica pirogénica em vez de nano-Al2O3 para adicionar à porcelana 95 pode não só desempenhar o papel de nanopartículas, mas também ser uma partícula de segunda fase, que não só melhora a resistência e tenacidade dos materiais cerâmicos, como também melhora a dureza e elasticidade módulo do material. O efeito é mais ideal do que adicionar Al2O3.
Aplicação na indústria de fabrico de papel
Na indústria de fabrico de papel, os produtos de sílica pirogénica podem ser utilizados como agentes de colagem de papel para melhorar a brancura e a opacidade do papel e para melhorar a resistência ao óleo, ao desgaste, ao toque, à impressão e ao brilho. Também pode ser utilizado para secar desenhos, o que pode tornar a qualidade da superfície do papel boa, a tinta estável e o verso sem fissuras.
Aplicação em pasta de dentes
A sílica precipitada é o principal tipo de agente de fricção para a pasta de dentes atualmente. A sílica precipitada tem uma grande área superficial específica total, uma forte capacidade de adsorção, mais substâncias adsorvidas e partículas uniformes, o que contribui para melhorar a transparência. Devido às suas propriedades estáveis, não tóxicas e inofensivas, é uma boa matéria-prima para a pasta de dentes.
Aplicação em cosméticos
As excelentes propriedades da sílica, como a não toxicidade, o inodoro e a fácil coloração, tornam-na muito utilizada na indústria cosmética. A sílica é utilizada em produtos para a pele e cosméticos para tornar a pele suave e macia ("efeito rolamento de esferas"), e o "efeito de focagem suave" produzido faz com que a luz irradiada na superfície da pele seja distribuída uniformemente, de modo que as rugas e manchas na pele não é facilmente detectada.
Aplicação de negro de fumo branco em calçado de borracha
O negro de fumo branco tem uma escuridão elevada e partículas finas. A borracha vulcanizada feita com negro de fumo branco transparente tem uma elevada transparência e pode melhorar as propriedades físicas abrangentes da borracha.
Aplicação na indústria farmacêutica
O negro de fumo branco possui inércia fisiológica, elevada capacidade de absorção, dispersibilidade e propriedades de espessamento, e tem sido amplamente utilizado em preparações farmacêuticas.
Aplicação em tinta
A sílica também é utilizada para controlar o fluxo de tinta da impressora, de modo a que não possa fluir ou ceder arbitrariamente para obter uma impressão nítida. Nas latas de bebidas, controla a utilização de revestimento por pulverização de alta velocidade. A sílica pirogénica é também utilizada como dispersante e agente de controlo de fluxo no toner de fotocopiadoras e impressoras a laser.
Aplicação em pesticidas
A sílica pode ser utilizada em pesticidas para herbicidas e inseticidas. A adição de uma pequena quantidade de sílica pirogénica e sílica precipitada à mistura de dois herbicidas comuns, a dinitroanilina e a ureia, evitará a aglomeração da mistura.
Aplicação nas necessidades diárias
Os sacos para embalagens de alimentos com adição de sílica podem manter as frutas e os legumes frescos. O negro de fumo branco pode também ser utilizado como fungicida altamente eficaz para prevenir e tratar diversas doenças da fruta; na produção de bebidas alcoólicas, a adição de uma pequena quantidade de negro de fumo branco pode purificar a cerveja e prolongar a vida útil.
Modificador de superfície em pó
A modificação do revestimento superficial significa que o modificador de superfície não tem qualquer reação química com a superfície da partícula, e o revestimento e a partícula estão ligados pela força de van der Waals. Este método é aplicável à modificação superficial de quase todos os tipos de partículas inorgânicas. Este método utiliza principalmente compostos inorgânicos ou compostos orgânicos para revestir a superfície das partículas de forma a enfraquecer a aglomeração das partículas. Além disso, o revestimento gera repulsão estérica, o que torna muito difícil a reaglomeração das partículas. Os modificadores utilizados para a modificação do revestimento incluem tensioactivos, hiperdispersantes, substâncias inorgânicas, etc.
A modificação química da superfície é completada por reação química ou adsorção química entre o modificador de superfície e a superfície da partícula. A modificação mecanoquímica refere-se a um método de modificação que altera a estrutura da rede mineral, a forma do cristal, etc. a dissolução de partículas, térmica decomposição, gera radicais livres ou iões, aumenta a atividade superficial dos minerais e promove a reação ou adesão mútua de minerais e outras substâncias para atingir o objetivo de modificação da superfície.
O método de reação de precipitação consiste em adicionar um precipitante a uma solução contendo partículas de pó, ou adicionar uma substância que possa desencadear a geração de um precipitante no sistema de reação, de modo a que os iões modificados sofram uma reação de precipitação e precipitem na superfície das partículas, revestindo assim as partículas. O método de precipitação pode ser dividido principalmente em método de precipitação direta, método de precipitação uniforme, método de precipitação não uniforme, método de co-precipitação, método de hidrólise, etc.
A modificação da cápsula é um método de modificação da superfície que cobre a superfície das partículas de pó com uma espessura de película uniforme e certa. O método de modificação de alta energia é um método de modificação iniciando a reação de polimerização por plasma ou tratamento por radiação.
Existem muitos tipos de modificadores de superfície e ainda não existe um padrão de classificação unificado. De acordo com as propriedades químicas do modificador de superfície, este pode ser dividido em modificadores orgânicos e modificadores inorgânicos, que são utilizados para a modificação de superfícies orgânicas e modificação de superfícies inorgânicas de pós, respetivamente. Os modificadores de superfície incluem agentes de acoplamento, tensioativos, oligómeros de poliolefina, modificadores inorgânicos, etc.
A modificação superficial dos pós é amplamente conseguida através da ação de modificadores de superfície na superfície dos pós. Portanto, a formulação de modificadores de superfície (variedade, dosagem e utilização) tem uma influência importante no efeito de modificação da superfície do pó e no desempenho de aplicação dos produtos modificados. A formulação dos modificadores de superfície é altamente direcionada, ou seja, possui as características de “uma chave para abrir uma fechadura”. A formulação de modificadores de superfície inclui a seleção de variedades, a determinação da dosagem e a utilização.
Variedades de modificadores de superfície
As principais considerações para a seleção de variedades de modificadores de superfície são as propriedades das matérias-primas em pó, a finalidade ou o campo de aplicação do produto e fatores como o processo, o preço e a proteção ambiental.
Dosagem de modificadores de superfície
Teoricamente, a dosagem necessária para conseguir a adsorção de monocamada na superfície da partícula é a dosagem ideal, que está relacionada com a área superficial específica das matérias-primas em pó e com a área da secção transversal das moléculas modificadoras de superfície, mas esta dosagem não é necessariamente a dosagem de modificadores de superfície quando se atinge 100% de cobertura. Para a modificação de revestimento de superfície inorgânico, diferentes taxas de revestimento e espessuras de camada de revestimento podem apresentar características diferentes, tais como cor, brilho, etc. . Isto porque a dosagem do modificador de superfície não está apenas relacionada com a uniformidade da dispersão e revestimento do modificador de superfície durante a modificação da superfície, mas também com os requisitos específicos do sistema de aplicação para as propriedades de superfície e indicadores técnicos dos materiais em pó bruto .
Como utilizar o modificador de superfície
Um bom método de utilização pode melhorar a dispersão do modificador de superfície e o efeito de modificação de superfície do pó. Pelo contrário, a utilização indevida pode aumentar a dosagem do modificador de superfície e o efeito da modificação não atingirá o fim esperado. A utilização do modificador de superfície inclui os métodos de preparação, dispersão e adição, bem como a ordem de adição quando se utilizam mais de dois modificadores de superfície.
Quais são as utilizações do dióxido de titânio?
O dióxido de titânio é um importante pigmento químico inorgânico, cujo principal componente é o dióxido de titânio. Existem dois processos de produção de dióxido de titânio: processo de ácido sulfúrico e processo de cloração. Tem importantes utilizações em indústrias como revestimentos, tintas, fabrico de papel, plásticos e borracha, fibras químicas e cerâmica.
A distribuição do tamanho das partículas do dióxido de titânio é um indicador abrangente que afeta gravemente o desempenho do pigmento de dióxido de titânio e o desempenho da aplicação do produto. Assim sendo, a discussão sobre o poder de cobertura e a dispersibilidade pode ser analisada diretamente a partir da distribuição granulométrica.
Os factores que afectam a distribuição do tamanho das partículas do dióxido de titânio são relativamente complexos. O primeiro é o tamanho da partícula original da hidrólise. Ao controlar e ajustar as condições do processo de hidrólise, o tamanho original das partículas encontra-se dentro de um determinado intervalo. A segunda é a temperatura de calcinação. Durante a calcinação do ácido metatitânico, as partículas sofrem um período de transformação cristalina e um período de crescimento. Controle a temperatura adequada para manter as partículas em crescimento dentro de um determinado intervalo. Finalmente, o produto é esmagado. Normalmente, o moinho Raymond é modificado e a velocidade do analisador é ajustada para controlar a qualidade da britagem. Paralelamente, podem ser utilizados outros equipamentos de britagem, tais como: moinho universal, moinho de fluxo de ar e moinho de martelos.
O dióxido de titânio apresenta três formas cristalinas na natureza: rutilo, anatásio e brookite. A brookita pertence ao sistema ortorrômbico e é uma forma cristalina instável. Transformar-se-á em rutilo acima dos 650°C, pelo que não tem valor prático na indústria. O anatase é estável à temperatura ambiente, mas transformar-se-á em rutilo a alta temperatura. A sua intensidade de transformação depende do método de fabrico e da adição de inibidores ou promotores durante o processo de calcinação.
O dióxido de titânio (ou dióxido de titânio) é amplamente utilizado em vários revestimentos de superfícies estruturais, revestimentos e enchimentos de papel, plásticos e elastómeros. Outras utilizações incluem cerâmica, vidro, catalisadores, tecidos revestidos, tintas de impressão, grânulos para telhados e fundentes. De acordo com as estatísticas, a procura global de dióxido de titânio atingiu 4,6 milhões de toneladas em 2006, das quais a indústria de revestimentos representou 58%, a indústria de plásticos representou 23%, a indústria do papel representou 10% e outras representaram 9%. O dióxido de titânio pode ser produzido a partir de ilmenite, rutilo ou escória de titânio. Existem dois processos de produção de dióxido de titânio: processo de sulfato e processo de cloreto. O processo de sulfato é mais simples do que o processo de cloreto e pode utilizar minerais de baixa qualidade e relativamente baratos. Hoje, cerca de 47% da capacidade de produção mundial utiliza o processo de sulfato e 53% da capacidade de produção utiliza o processo de cloreto.
O dióxido de titânio é considerado o melhor pigmento branco do mundo e é amplamente utilizado em revestimentos, plásticos, fabrico de papel, tintas de impressão, fibras químicas, borracha, cosméticos e outras indústrias.
O dióxido de titânio (dióxido de titânio) possui propriedades químicas estáveis e não reage com a maioria das substâncias em circunstâncias normais. Na natureza, o dióxido de titânio possui três tipos de cristais: brookite, anatase e rutilo. O tipo brookita é uma forma cristalina instável e sem valor de utilização industrial. O tipo anatase (tipo A) e o tipo rutilo (tipo R) possuem redes estáveis e são importantes pigmentos brancos e esmaltes de porcelana. Em comparação com outros pigmentos brancos, possuem brancura, poder de tingimento, poder de cobertura, resistência às intempéries, resistência ao calor e estabilidade química superiores, especialmente não tóxicos.
O dióxido de titânio é amplamente utilizado em revestimentos, plásticos, borracha, tinta, papel, fibras químicas, cerâmica, produtos químicos diários, medicamentos, alimentos e outras indústrias.
A dolomita é utilizada em diversas indústrias
A fórmula química da dolomita é [CaMg(CO3)2], também conhecida por calcário dolomita. A dolomita representa cerca de 2% da crosta terrestre. Os sedimentos dolomíticos são comuns em todo o mundo, principalmente rochas sedimentares ou equivalentes de estruturas alteradas.
A dolomita é um dos minerais amplamente distribuídos nas rochas sedimentares e pode formar dolomita espessa. A dolomita sedimentar primária é formada diretamente em lagos marinhos com elevada salinidade. Uma grande quantidade de dolomita é secundária, formada pela substituição do calcário por soluções contendo magnésio. A dolomita sedimentar marinha é frequentemente intercalada com camadas de siderite e camadas de calcário. Nos sedimentos lacustres, a dolomita coexiste com o gesso, a anidrite, o sal-gema, o sal de potássio, etc.
Aplicação de dolomita em diversos campos:
Indústria metalúrgica
O magnésio tem boa condutividade térmica e condutividade elétrica. É um metal não magnético e não tóxico. As ligas de magnésio são leves, duráveis, de alta resistência, alta tenacidade e boas propriedades mecânicas. São amplamente utilizados na aviação, automóveis, fundições de precisão, indústria de defesa e outras indústrias. Na indústria de fundição de magnésio. A dolomita é uma das importantes matérias-primas para a produção de magnésio metálico. O método silicotérmico doméstico é geralmente utilizado para refinar o magnésio metálico. A produção representa cerca de 20% e cerca de 67% da quantidade total de magnésio metálico. O método silicotérmico consiste em calcinar e decompor a dolomita para obter uma mistura de MgO e CaO. Depois de o pó calcinado ser moído e peneirado, é misturado de acordo com a proporção molar de Mg para Si de 2:1, e é adicionada uma quantidade apropriada de fluorite como catalisador. Os pedaços misturados são transformados em bolas e reduzidos com silício a 1150-1200C para gerar silicato de cálcio e magnésio. A dolomita é um importante material auxiliar para a siderurgia e sinterização na indústria metalúrgica.
Indústria de materiais de construção
Como matéria-prima dos materiais cimentícios de magnésio: a dolomita é calcinada a uma determinada temperatura. A dolomita é parcialmente decomposta para gerar óxido de magnésio e carbonato de cálcio e, em seguida, é adicionada solução e agregado de óxido de magnésio para agitar e formar, e materiais de cimento de ferro-amónia de alta resistência são gerados após a cura. Os materiais cimentícios de ferro-amónio são utilizados principalmente na produção de grandes caixas de embalagens e na 8ª geração da Suifeng Street. Têm amplas perspectivas de aplicação no desenvolvimento de novas estruturas construtivas. A dolomita representa cerca de 15% da mistura de vidro float.
Indústria química
Na indústria química, o marmoreio é utilizado principalmente para a produção de compostos de magnésio, o que é também a melhor forma de aumentar o valor acrescentado dos produtos de marmoreio. Os principais produtos químicos industrializados são o óxido de magnésio, o carbonato de magnésio leve, o hidróxido de magnésio e diversos produtos de sal de magnésio. O carbonato de magnésio leve também é chamado de carbonato de magnésio básico hidratado industrial ou carbonato de magnésio básico. A fórmula molecular pode ser expressa como xMgCO3 yMg(OH)2 zHO. Cristal monoclínico branco ou pó amorfo, não tóxico, inodoro, densidade relativa 2,16, estável ao ar. Ligeiramente solúvel em água, a solução aquosa é fracamente alcalina. Facilmente solúvel em solução ácida e de sal de amónio, reage com ácido para gerar sal de magnésio e liberta dióxido de carbono. A pirólise a alta temperatura transforma-se em óxido de magnésio.
Outras aplicações
Na agricultura, a dolomita pode neutralizar substâncias ácidas do solo e ser utilizada para melhorar o solo. Ao mesmo tempo, o magnésio contido na dolomita pode ser utilizado como fertilizante de magnésio para complementar o magnésio nas culturas: a dolomita é adicionada à ração como aditivo alimentar para aumentar a ingestão de cálcio e magnésio das aves e do gado e melhorar a nutrição das aves e gado.
No domínio da proteção ambiental, após hidratação e digestão do pó de dolomita calcinada, contém principalmente hidróxido de magnésio e hidróxido de cálcio, que podem absorver gases como o dióxido de carbono e o dióxido de enxofre nos gases de combustão. Assim sendo, o pó de dolomita calcinada pode ser utilizado para a separação de dióxido de carbono dos gases de combustão (ECRS); a dolomita também pode ser utilizada em fornos de gaseificação para remover o H2S dos gases de combustão: utilizando a elevada energia superficial e a adsorção de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio gerados pela hidratação do óxido de magnésio ativo em pó de dolomita calcinada, a dolomita a calcinada pode ser utilizada como material de filtro para o tratamento de água doméstica e também pode ser utilizada para remover iões metálicos, como o ferro e o manganês, em águas residuais industriais.
Variedades e aplicações de alumina fina
A alumina fina tem muitas variedades e é amplamente utilizada. É o material preferido em muitos campos.
Por isso, “ampla fonte de matéria-prima”, “pode ser encontrada em todo o lado”, “preço barato” e “preparação simples” tornaram-se rótulos para a alumina. A escassez torna as coisas valiosas. Estes rótulos podem facilmente levar as pessoas a compreenderem mal que a alumina é um material de baixo custo. Em primeiro lugar, o editor acredita que estes rótulos não podem determinar se a alumina é de baixo custo ou não, mas podem mostrar que a alumina é um material muito económico em muitos campos. Em segundo lugar, mesmo do ponto de vista do preço, do conteúdo técnico, do desempenho e de outros aspetos, a alumina não tem falta de “produtos de alta qualidade”. Estes “produtos de última geração” desempenham um papel insubstituível em campos de alta precisão, como os semicondutores e o aeroespacial.
Fibra de alumina
O principal componente da fibra de alumina é a alumina (Al2O3), e os componentes auxiliares são o SiO2, B2O3, MgO, etc. e bigode. Possui excelentes propriedades, tais como elevada resistência, elevado módulo e resistência à corrosão.
O campo de aplicação da fibra Al2O3 é relativamente amplo. A fibra curta de Al2O3 pode ser composta com resina, metal ou cerâmica para preparar materiais compósitos de alto desempenho e fabricar fornos industriais de alta temperatura, tais como fornos de aquecimento, revestimentos de fornos e fornos de calcinação de componentes eletrónicos; Os materiais compósitos reforçados com fibra contínua de Al2O3 possuem excelentes propriedades, tais como elevada resistência, elevado módulo e elevada rigidez. A sua matriz não é fácil de oxidar e falhar durante a utilização. Possui também uma excelente resistência à fluência e não causará crescimento de grãos a altas temperaturas, diminuindo o desempenho da fibra. É reconhecido internacionalmente como uma nova geração de materiais principais para componentes hot end resistentes a altas temperaturas e tem um enorme potencial de desenvolvimento; para além das propriedades acima referidas, as nanofibras funcionais de Al2O3 também possuem excelentes propriedades, tais como baixa condutividade térmica, isolamento elétrico e elevada área superficial específica. São amplamente utilizados em materiais compósitos reforçados, materiais de isolamento térmico de alta temperatura, materiais de filtração catalítica, etc.
Alumina de alta pureza
A alumina de alta pureza (4N e superior) tem as vantagens de alta pureza, alta dureza, alta resistência, resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste, bom isolamento, propriedades químicas estáveis, desempenho moderado de encolhimento a alta temperatura, bom desempenho de sinterização e propriedades magnéticas, térmicas e mecânicas ópticas, eléctricas , que o pó de alumina comum não consegue igualar. É um dos materiais de alta qualidade com maior valor acrescentado e mais ampla aplicação na indústria química moderna.
Atualmente, a alumina de alta pureza é utilizada principalmente para aditivos de elétrodos de baterias de lítio, enchimentos de eletrólitos de baterias de estado sólido e moagem e polimento de wafers na indústria de semicondutores.
Alumina esférica
A morfologia das partículas de pó de alumina afetará diretamente o desempenho da sua aplicação em muitos campos. Em comparação com as partículas comuns de pó de alumina irregulares, fibrosas ou escamosas, a alumina esférica tem uma morfologia regular, maior densidade de empacotamento, menor área superficial específica e melhor fluidez. É amplamente utilizado como material de enchimento condutor térmico, material de polimento, transportador de catalisador, material de revestimento de superfície, etc.
Na produção industrial, quais são as classificações do sulfato de bário?
O sulfato de bário, para a maioria das pessoas a química não é muito bem compreendida; Na verdade, na nossa vida diária, pode dizer-se que o sulfato de bário está em todo o lado, mas geralmente aparece nas nossas vidas sob a forma de produtos manufaturados.
Por exemplo, a maioria dos produtos plásticos nas nossas casas, aparelhos de ar condicionado, alguns acessórios plásticos nos automóveis, sacos de plástico utilizados nos supermercados, etc., tintas e revestimentos utilizados na vida, vidro, etc., podem conter sulfato de bário.
Nos manuais de física e química, a fórmula química do sulfato de bário é BaSO4, que é geralmente um losango branco, incolor e inodoro, com uma densidade de 4,499 e um ponto de fusão até 1580 ℃. As suas propriedades químicas são muito estáveis, insolúveis em água, resistentes a ácidos, resistentes a álcalis, não tóxicas, não magnéticas e também podem absorver raios X e raios gama. Na natureza, o sulfato de bário é também designado por barite, um minério natural, geralmente com a forma de um bloco de cristal bifurcado, e a sua cor é determinada principalmente pelo tipo e quantidade de impurezas que contém. A barita pura é incolor e transparente. A barite não causa danos diretos ao organismo humano e pode ser contactada diretamente.
Na indústria, existem muitas classificações de sulfato de bário, e as mais comuns são as seguintes:
1.º Bário pesado, também conhecido como pó de barita ou pó de bário natural. É feito por pessoas que seleccionam o minério natural de sulfato de bário (barita) e depois lavam, trituram, secam e outros processos. Possui muitas impurezas e a sua qualidade é determinada principalmente pelo próprio minério, mas o seu preço é baixo. É geralmente utilizado como enchimento na produção de pigmentos brancos ou revestimentos de baixa qualidade, plásticos e indústrias de tintas. Desempenha um papel na redução de custos e na melhoria do brilho.
2.º Sulfato de bário precipitado, também conhecido como sulfato de bário industrial ou bário precipitado. É feito por processamento artificial. Ao contrário do bário pesado, o bário precipitado quase não contém impurezas. É ligeiramente solúvel em água e insolúvel em ácido. Por si só, não é tóxico, mas se contiver bário solúvel, pode causar envenenamento. O sulfato de bário precipitado na indústria é gerado principalmente pela reação do sulfato de bário com ácido sulfúrico, pela reação do cloreto de bário com ácido sulfúrico ou sulfato de sódio e pela reação do sulfureto de bário com sulfato de sódio. O sulfato de bário precipitado é utilizado como carga nas áreas da medicina, revestimentos e tintas de médio e alto padrão, plásticos, borracha, vidro, cerâmica, etc. As pessoas dividem-no geralmente em sulfato de bário precipitado de grau de revestimento, sulfato de bário precipitado de grau plástico, etc., de acordo com diferentes aplicações. O seu preço é superior ao do bário pesado.
3.º O sulfato de bário modificado, que é dividido em sulfato de bário modificado e sulfato de bário precipitado modificado, visa melhorar o desempenho do pó de barita ou do sulfato de bário precipitado num determinado aspeto através de um tratamento relevante. A aplicação é semelhante à precipitação e depende principalmente das suas propriedades relevantes. Entre eles, aquele que foi posteriormente processado e refinado é também designado por sulfato de bário ultrafino modificado ou sulfato de bário precipitado ultrafino modificado. O preço é superior ao do sulfato de bário precipitado.
4. O sulfato de bário precipitado de nano-qualidade deve controlar o seu D50 (distribuição média do tamanho das partículas) entre 0,2 μm-0,4 μm através do processamento profundo do sulfato de bário precipitado modificado. O sulfato de bário precipitado de nanoqualidade é utilizado principalmente em tintas, revestimentos e outras indústrias de alta qualidade.