Приготовление и нанесение нанокремнезема

Нано-кремнезем — это неорганический химический материал, широко известный как «ультратонкая белая сажа». Это нетоксичный неорганический неметаллический материал без запаха и загрязнений, а также новый высокотехнологичный ультратонкий неорганический материал. Размер составляет от 1 до 100 нм, он имеет трехмерную сетевую структуру, которая легко агломерируется и имеет плохую стабильность при хранении.

Приготовление нанокремнезема

В настоящее время исследования нанокремнезема в основном используют силикат натрия и этилортосиликат в качестве сырья, в то время как сырьем для промышленного производства в основном является недорогой силикат натрия.

• Физический метод

В основном это механическое измельчение. Крупнозернистый диоксид кремния ультратонко измельчается за счет комбинированного действия удара, сдвига, трения и других сил, создаваемых сверхтонкой измельчающей машиной. Затем используется высокоэффективное группирующее устройство для разделения частиц разного размера, чтобы реализовать однородность и специфичность гранулометрического состава порошка нанокремнезема.

Физический производственный процесс прост, объем производства большой, и производственный процесс легко контролировать. Однако требования к исходным материалам выше, и по мере уменьшения размера частицы частицы агломерируются из-за увеличения поверхностной энергии, и дальнейшее уменьшение размера частиц порошка становится затруднительным.

• Химический метод

1.Химическая газофазная реакция

В этом методе для смешивания и сжигания используются кремнийорганические соединения (такие как галогенорганосиланы, силаны и т. Д.), Водород и кислород или воздух. После сжигания кремнийорганических соединений при высоких температурах они подвергаются высокотемпературному гидролизу в воде, полученной в результате реакции для получения нанокремнезема.

Метод химической газофазной реакции имеет однородный размер частиц, малый размер частиц и сферическую форму, высокую чистоту продукта и небольшое количество гидроксильных групп на поверхности. Чтобы этот метод вызвал химические реакции, необходимо использовать нагревание, излучение или плазму, чтобы активировать реагенты в молекулы. Следовательно, оборудование, используемое в этом методе, требует высоких требований, используемое сырье дорогое, а цены на продукцию относительно высоки.

2.  Осадки

Метод осаждения заключается в смешивании раствора реагента с другими вспомогательными агентами, затем добавлении подкислителя к смешанному раствору для осаждения, и полученный осадок сушат и прокаливают для получения нанокремнезема.

Метод осаждения имеет простой процесс и широкий диапазон сырьевых материалов, он широко изучен и применяется, но проблема сложного контроля свойств его продукта не решена.

3.  Золь-гель метод

В этом методе обычно используют силикат или силикат в качестве предшественника для растворения в растворителе с образованием однородного раствора, а затем регулируют значение pH для гидролиза и полимеризации предшественника с образованием золя.
Золь-гель процесс легко контролировать, он тщательно изучен, а получаемый продукт имеет большую удельную поверхность. Однако сложность стирки, высокие требования к сырью и слишком долгое время сушки ограничивают его использование.

4.  Микроэмульсионный метод

При добавлении подкислителя или катализатора по каплям к микроэмульсии, приготовленной из предшественника, реакция приготовления происходит в пузырьке микроэмульсии, и микроэмульсия используется для ограничения зародышеобразования, роста, коагуляции и агломерации твердой фазы крошечной сферической формой. В капельных микропузырьках образуются наносферические частицы, и дальнейшая агломерация между частицами предотвращается, и легко реализовать контролируемое производство размера тела.

Благодаря его способности к самосборке в наномасштабе легко реализовать контролируемое получение частиц по размеру и морфологии, что привлекло интерес многих исследователей и стало горячей точкой исследований в последние годы. Из-за своей высокой стоимости, сложности удаления органических ингредиентов и легкого загрязнения окружающей среды он не получил широкого распространения в промышленности.

Модификация поверхности нано-SiO₂

На поверхности нанокремнезема находится большое количество активных кремниевых легких основ с малым размером и большой удельной поверхностью, что позволяет легко агломерировать. Наполненный непосредственно в органические материалы, поскольку он трудно проникать и диспергироваться, а также имеет плохую совместимость, он трудно играет роль, что ограничивает его промышленное применение.

• Физический метод

Метод покрытия поверхности — это метод модификации, при котором поверхность модифицируется и не происходит химической реакции с нано-SiO₂ , а покрытие и частицы связаны межмолекулярной силой.

Модификация термообработки — это комплексный процесс, в котором нано-SiO₂ помещается на заднюю часть определенной среды для нагрева, сохранения тепла и охлаждения, а производительность регулируется путем изменения поверхности или внутренней структуры нано-SiO₂ .

• Химический метод

Жирный спирт реагирует с гидроксильными группами на поверхности SiO₂ , удаляя молекулы воды. Гидроксильные группы на поверхности SiO₂ заменены алкильными группами, а спирты используются в качестве модификаторов.

Применение Nano SiO₂

• покрытие

Нанокремнезем имеет трехмерную сетчатую структуру, имеет огромную удельную поверхность, проявляет большую активность, может образовывать сетчатую структуру при высыхании покрытия и улучшает суспензию пигмента, которая может сохранять цвет покрытия без тускнеют надолго. Обладает отличными самоочищающимися свойствами и адгезией в строительных покрытиях для внутренних и наружных стен.

• Поле клея / герметика

В области клеев и герметиков нанокремнезем является важным продуктом с большим количеством и широким спектром применения. В настоящее время отечественные высококачественные герметики и клеи в основном зависят от импорта.

• резина

Он может улучшить прочность, ударную вязкость и срок службы резиновых изделий. Кроме того, его также можно использовать для изготовления прозрачных резиновых подошв, и этот вид продукции использовался для импорта.

• пластик

Повышение вязкости, прочности, стойкости к истиранию, стойкости к старению пластмасс и повышения стойкости пластмасс к старению.

• Текстильная область

Композитный порошок с соответствующим соотношением нанокремнезема и нанодиоксида титана является важной добавкой для волокон, защищающих от ультрафиолетового излучения, а также может увеличивать эффект удержания тепла и уменьшать вес одежды.

• Область противомикробных агентов / область катализа

Нано-кремнезем физиологически инертен и обладает высокой абсорбирующей способностью. Он может поглощать антибактериальные ионы для достижения антибактериальных целей. Его можно использовать при изготовлении корпусов холодильников и компьютерных клавиатур.

• Сельское хозяйство и пищевая промышленность

Может заставить овощи созреть раньше.

Источник статьи: China Powder Network