Каковы применения графена в области теплопроводности?
В настоящее время, при постоянном углублении исследований, применение графена в области теплопроводности достигло замечательных результатов, в том числе для формирования графеновых пленок за счет химических связей между листами, в качестве наполнителя в теплопроводящих композиционных материалах и теплопроводящих покрытиях, и получение графена. Полиэтиленовые волокна, новые функциональные текстильные материалы и др.
1. Графеновая термопленка
Пленка из искусственного графита долгое время была самым идеальным выбором для теплопроводящих пленок. Обычно его можно использовать в качестве радиатора в электронных компонентах, и он прикрепляется к поверхности электронных компонентов, которые легко генерируют тепло, чтобы равномерно рассеивать тепло, выделяемое источником тепла. Однако, поскольку графитовые пленки с высокой теплопроводностью в основном получают с использованием технического маршрута карбонизации-графитизации пленок ПИ, который требует высококачественных полиимидных пленок в качестве сырья, а их исследования, разработки и производство имеют высокие технические барьеры, поэтому промышленность всегда надеялся, что можно найти другие альтернативы для решения проблемы блокировки сырья технологиями, и графеновая теплопроводящая пленка является идеальной альтернативой.
2. Теплопроводящий наполнитель
Как двумерный теплопроводящий наполнитель графен легче образует теплопроводящую сетку, чем гранулированные наполнители, и имеет хорошие перспективы применения в теплопроводящих материалах и теплопроводящих покрытиях.
а. В качестве термоинтерфейсного материала – теплопроводящий наполнитель.
По сравнению с традиционными гранулированными теплопроводящими наполнителями, теплопроводящие наполнители, использующие графен в качестве теплопроводящего материала, могут не только использовать свою сверхвысокую теплопроводность в плоскости, но и большое соотношение диаметра к толщине также более способствует созданию трехмерная сеть теплопроводности. Он имеет большие преимущества при смешивании с наполнителями других размеров для улучшения теплопроводности материалов термоинтерфейса.
б. В качестве наполнителя теплоотводящих покрытий.
Проблема рассеивания тепла является большим узким местом, ограничивающим разработку легких высокопроизводительных устройств. В качестве специального промышленного покрытия теплорассеивающее покрытие может увеличить скорость рассеивания тепла и эффективность поверхности объекта за счет повышения скорости инфракрасного излучения поверхности источника тепла и снижения температуры поверхности материала. Удовлетворите потребность в эффективном отводе тепла от устройств, несмотря на ограничения по пространству и размеру.
3. Функциональный текстиль из графенового волокна с высокой теплопроводностью.
Графеновое волокно с высокой теплопроводностью — это новый тип углеродного волокна, состоящий из графеновых блоков, собранных и упорядоченно расположенных. Его собирают упорядоченным образом с использованием дисперсии оксида графена или дисперсии функционализированного графена путем мокрого формования. . Его главное преимущество заключается в том, что он одновременно обладает хорошими механическими, электрическими и термическими свойствами и может быть объединен с текстильной технологией для производства функционального текстиля в больших количествах посредством мокрого прядения.
В настоящее время сверхвысокая теплопроводность графена может быть использована для производства одежды с электрическим подогревом, способной сохранять тепло и защищать от холода, а также теплопроводящего и прохладного текстиля. Одежда с электрообогревом из графена в основном использует графен для преобразования энергии источника питания в тепло, а затем объединяет сверхвысокую теплопроводность графена для равномерной передачи тепла всему телу. Он сохраняет ткань легкой и мягкой, обеспечивая при этом отличные теплоизоляционные характеристики. В теплопроводном и прохладном текстиле используется высокая теплопроводность графена, что приводит к быстрой потере тепла с поверхности кожи после контакта кожи с текстилем, что значительно снижает температуру тела и обеспечивает людям более комфортное ношение.
Прогресс применения шаровой мельницы в области новых материалов
С момента своего появления более 100 лет назад шаровые мельницы широко использовались в таких отраслях, как химическая промышленность, горнодобывающая промышленность, производство строительных материалов, электроэнергетика, медицина и национальная оборонная промышленность. Метод механического шарового измельчения имеет широкий рынок исследований и применений, особенно в областях сложной обработки минералов, модификации поверхности порошков, активации порошков, функционального синтеза порошков, механического легирования и приготовления сверхтонких порошков. .
Шаровая мельница имеет простую конструкцию, непрерывную работу, высокую адаптируемость, стабильную производительность, подходит для крупномасштабного и легко реализуемого автоматического управления. Коэффициент измельчения может варьироваться от 3 до 100. Подходит для переработки различного минерального сырья и мокрого измельчения. А в качестве его абразивного метода можно использовать сухое шлифование.
Ход исследований метода механического шарового помола в области новых материалов
(1) Материалы литиевых батарей
Материалы SiOx синтезированы методом механического измельчения шаров в атмосфере воздуха. При использовании в качестве анодного материала для литий-ионных батарей объемная удельная емкость SiOx может достигать 1487 мАч/см3, что более чем в два раза превышает емкость графита; его первая кулоновская эффективность выше, чем у необработанного SiO, до 66,8%; и он имеет превосходную стабильность цикла. После 50 циклов при плотности тока 200мА/г емкость стабилизируется на отметке 1300мАч/г. Результаты показывают, что получение SiOx этим методом имеет практическую возможность.
(2) Редкоземельные материалы
Что касается полировального порошка из редкоземельных металлов, метод механической шаровой мельницы не только увеличивает силу сдвига во время химической реакции, увеличивает скорость диффузии частиц, способствует очистке реагентов и продуктов, но также позволяет избежать введения растворителей и снижает Это исключает процесс промежуточного осаждения, снижает влияние многих условий приготовления на процесс приготовления полировального порошка и значительно расширяет область исследования полировальных материалов. Что касается редкоземельных каталитических материалов, метод механического шарового измельчения имеет простой процесс подготовки и мягкие условия и позволяет перерабатывать материалы в больших количествах.
(3) Каталитические материалы
Чтобы изменить размер частиц TiO2 и улучшить его фотокаталитические характеристики, Qi Dongli et al. применили высокоэнергетическую шаровую мельницу для обработки порошка TiO2 и изучили влияние времени шаровой мельницы на микроморфологию, кристаллическую структуру, спектр комбинационного рассеяния света, спектр флуоресценции и фотокаталитические характеристики образца. Скорость разложения образцов TiO2 после шаровой мельницы выше, чем у образцов, не измельченных в шаровой мельнице, а скорость разложения образца, измельченного в шаровой мельнице в течение 4 часов, является самой высокой, что указывает на то, что он обладает лучшими фотокаталитическими характеристиками.
(4) Фотоэлектрические материалы
Химико-восстановительно-механическим методом шарового помола получен блестящий чешуйчатый серебряный порошок и изучено влияние метода шарового помола, времени шарового помола и скорости шарового помола на параметры и свойства чешуйчатого серебряного порошка. Результаты показывают, что мокрый шаровой помол имеет более высокую эффективность образования хлопьев, но чешуйчатый серебряный порошок, полученный сухим шаровым помолом, имеет больший диаметр хлопьев и более яркий внешний вид серебра.
(5) Перовскитовые материалы
Бессвинцовый нанопорошок двойного перовскита Cs2AgBiBr6 был получен с использованием процесса механического шарового измельчения. По мере увеличения времени измельчения нанопорошок Cs2AgBiBr6 наконец достигает чистой фазы, размер частиц постепенно уменьшается примерно до 100 нм, а форма частиц меняется от стержнеобразной до круглой.
(6) Адсорбирующие материалы
Неметаллические минералы, такие как известняк, каолин и серпентин, активируются посредством шаровой мельницы, чтобы усилить их способность вступать в реакцию с вредными компонентами, такими как медь, свинец и мышьяк, в водной фазе. Это позволяет применить к процессу очистки сточных вод эффективный, простой и недорогой новый процесс очистки сточных вод. Селективное осаждение, разделение и обогащение целевых металлических компонентов.
По сравнению с другими методами, в процессе химической реакции метод шаровой мельницы может значительно снизить энергию активации реакции, уменьшить размер частиц порошка, увеличить активность порошка, улучшить распределение частиц по размерам, улучшить связь между границами раздела, способствовать образованию твердых ионов. диффузия и вызывает низкотемпературные химические реакции для улучшения плотности, оптических, электрических, тепловых и других свойств материала. Оборудование простое, процесс легко контролировать, стоимость низкая, загрязнений меньше. Это энергосберегающая и эффективная технология подготовки материала, удобная для промышленного производства.
Каковы требования к материалам термоинтерфейса в популярных областях применения?
В последние годы бурное развитие фотоэлектрических систем, электромобилей, связи 5G и мобильной электроники привело к все более высоким требованиям к отводу тепла от устройств. Материал термоинтерфейса представляет собой типичный теплопроводящий материал, который можно широко наносить на нагревательные элементы (силовые трубки, тиристоры, электронагревательные батареи и т. д.) и радиаторы (радиаторы, радиаторы и т. д.) в различных электронных изделиях, силовых батареях, и электрооборудование.
1. Новая энергетическая батарея.
В качестве основного источника энергии транспортных средств на новой энергии силовые батареи должны располагать как можно больше аккумуляторных ячеек в определенном пространстве, чтобы увеличить запас хода. Это приводит к очень ограниченному пространству для рассеивания тепла в аккумуляторной батарее. Когда автомобиль работает, тепло, выделяемое аккумуляторными элементами. Тепло будет постепенно накапливаться в небольшом пространстве для рассеивания тепла, что снизит эффективность зарядки и разрядки аккумулятора и повлияет на мощность аккумулятора; в серьезных случаях это приведет к перегреву и повлияет на безопасность и срок службы системы. Поэтому необходимо использовать теплопроводящий герметизирующий клей с определенной теплопроводностью для обеспечения герметизации между элементами батареи, а также между всей группой батарейных модулей и пластиной радиатора. Из-за новых энергетических аккумуляторов оптимальный диапазон рабочих температур аккумуляторных элементов очень узок, обычно от 20-40°C до менее 65°C. Для обеспечения безопасности эксплуатации автомобиля и оптимальной производительности аккумулятора обычно требуется теплопроводящий клей. Теплопроводность герметизирующего клея достигает более 3 Вт/(м·К).
2. Фотоэлектрический инвертор
Вообще говоря, теплопроводность фотоэлектрических инверторов должна быть не менее 2,0 Вт/мК, а выдерживаемое напряжение - не менее 5 кВ/мм. В то же время, чтобы защитить плату управления и компоненты от воздействия внешней среды и механических сил, а также обеспечить безопасность и стабильность схемы, теплопроводный герметизирующий клей, используемый в фотоэлектрических инверторах, также должен иметь определенная сейсмостойкость, ударопрочность, пыленепроницаемость, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, водонепроницаемость и влагостойкость, изоляционные и другие свойства. Кроме того, поскольку срок службы фотоэлектрических систем обычно составляет около 20 лет, требования к сроку службы теплопроводящих клеев, используемых в фотоэлектрических инверторах, также относительно высоки, обычно более 8 лет.
3. Базовая станция 5G
Базовая станция представляет собой типичное закрытое устройство естественного отвода тепла. Его метод рассеивания тепла заключается в том, чтобы позволить теплу силового устройства сначала передаваться корпусу, а затем передаваться из корпуса в воздух. Учитывая технологические свойства электронного оборудования в базовых станциях 5G, технология распределения часто используется в конструкции для повышения эффективности автоматизации. Следовательно, теплопроводящий клей необходимо перевести в состояние геля с низким напряжением и высоким модулем сжатия.
4. Упаковка чипов, рассеивание тепла
Теплопроводящая силиконовая смазка с хорошими реологическими свойствами в основном используется для заполнения между чипом и упаковочной оболочкой, а также между упаковочной оболочкой и радиатором. Поскольку рабочая температура чипа часто достигает 60-70°C, к материалу, используемому в чипе, предъявляются очень высокие требования по теплопроводности. Высокая, она должна быть выше 5 Вт·(м·К) и требует основных свойств, таких как малая толщина клеевого слоя, высокая гибкость, высокая теплопроводность, низкое контактное термическое сопротивление и соответствующий коэффициент теплового расширения.
Появление новых областей применения выдвинуло более разнообразные требования к термоинтерфейсным материалам, которые уже не ограничиваются улучшением теплопроводности, а развиваются в направлении многофункциональности, в том числе диэлектрической, изоляционной, высокоэффективной. Надежность, огнестойкость. и другие аспекты, чтобы лучше адаптироваться к конкретным потребностям различных областей, тем самым способствуя технологическому прогрессу и инновациям в смежных отраслях.
8 концепций о бентонитовой глине
1. Бентонит
Бентонит, также известный как «бентонит» или «бентонит», представляет собой неметаллический минерал, основным минеральным компонентом которого является монтмориллонит. Он часто содержит небольшое количество иллита, каолинита, цеолита, полевого шпата, кальцита и других минералов. Монтмориллонит Содержание камня определяет ценность использования природного бентонита.
2. Монтмориллонит
Смектит – большое семейство минералов со сложным химическим составом. Международная ассоциация глины определила, что смектит — это семейное название, то есть семейство смектитов, также известное как семейство смектитов. В эту группу минералов входят две подгруппы — диоктаэдрическая и триоктаэдрическая, а также более десятка минеральных видов. Бентонит обычно содержит минералы диоктаэдрической подгруппы, такие как монтмориллонит, бейделлит, нонтронит и др.
3. Бентонит натрия и бентонит кальция.
Поскольку часть ионов кремния и ионов алюминия в кремний-кислородном тетраэдре и алюминиево-кислородном октаэдре часто заменяются другими дешевыми катионами, кристаллическая структура монтмориллонита имеет постоянный отрицательный заряд. Чтобы сбалансировать цену на электроэнергию, элементарная ячейка монтмориллонита будет адсорбировать обменные катионы.
По типу, содержанию и кристаллохимическим свойствам обменных катионов, содержащихся в бентоните, бентонит разделяют на кальциевый бентонит, натриевый бентонит, магниевый бентонит и кальциево-натриевый бентонит. Наиболее распространены первые два. .
4. Органический бентонит.
Органобентонит относится к использованию органических катионов аммония для замены обменных катионов в монтмориллоните, которые покрывают поверхность монтмориллонита, блокируют центр адсорбции воды, заставляя его терять функцию водопоглощения и превращаясь в гидрофобный и липофильный органобентонит. сложный.
По функциям и компонентам органобентонит можно разделить на органобентонит высокой вязкости, легкодиспергируемый органобентонит, самоактивирующийся органобентонит и органобентонит высокой чистоты.
5. Литиевый бентонит.
Природных ресурсов литий-бентонита очень мало. Поэтому искусственное литирование является одним из основных методов получения литиевого бентонита.
Литиевый бентонит может образовывать гель в органических растворителях и заменять органический бентонит. Литий-бентонит обладает превосходными свойствами набухания, загущения и суспендирования в воде, низших спиртах и низших кетонах, поэтому он широко используется в архитектурных покрытиях, латексных красках, литейных покрытиях и других продуктах для замены различных суспендирующих веществ из органической целлюлозы.
6. Активированная глина
Активированную глину изготавливают из глины (в основном бентонита) в качестве сырья, которую получают путем неорганического подкисления или обработки солью. Это пористый беловато-белый порошок с микропористой структурой и большой удельной поверхностью, обладающий сильными адсорбционными свойствами. В основном используется для обесцвечивания и очистки продуктов переработки нефти (смазочных масел, парафинов, вазелинов), технических животных и растительных масел, а также в качестве адсорбента и носителя катализатора в химической промышленности.
7. Столбчатый монтмориллонит.
Столбчатый монтмориллонит — минеральный материал с двумерными порами, образованными полимеризованными неорганическими катионами или органическими ионами (молекулами), внедренными в монтмориллонит. Он имеет большую удельную поверхность, хорошую термическую стабильность, сильную поверхностную кислотность и регулируемый размер пор. Он имеет широкие перспективы применения в нефтехимической промышленности, очистке сточных вод, производстве антибактериальных материалов и других областях.
8. Бентонитовый гель
Бентонитовый неорганический гель представляет собой коллоидный продукт с высокой добавленной стоимостью, производимый с использованием бентонита в качестве основного сырья путем очистки, модификации натрием, фосфатной модификации и гелеобразования. Процесс подготовки в основном включает очистку бентонитовой сырой руды. Существует четыре основных процесса: модификация натрия, модификация фосфатирования и гелеобразование.
Неорганический гель представляет собой продукт глубокой переработки бентонита с высокой добавленной стоимостью, который можно использовать в качестве тиксотропного агента, загустителя, диспергатора, суспендирующего агента, стабилизатора и т. д. Он широко используется в повседневной химии, фармацевтических препаратах, моющих средствах, керамике, стекле, производстве бумаги, и кастинг. , аккумулятор и другие отрасли промышленности.
Узнайте больше о порошках: необходимые термины и понятия
Дробление/измельчение/измельчение
Процесс уменьшения размера частиц.
Сухое шлифование
Процесс дробления в воздухе или других газообразных средах.
непрерывное измельчение
Процесс непрерывной и равномерной подачи перерабатываемых материалов в дробильное устройство (или систему) и в то же время выгрузка измельченных материалов во времени.
поверхностное шлифование
Под действием внешних сил, таких как трение и сдвиг, процесс шлифования в основном основан на шлифовании и лущении поверхности.
ударное шлифование
Процесс дробления реализуется путем использования воздействия высокоскоростно движущихся рабочих частей дробильного оборудования на материал или воздействия высокоскоростно движущегося материала на стенку.
Струйное распыление
Высокоскоростная струя, образующаяся в результате расширения и ускорения сжатого газа через сопло, вызывает удар, столкновение и трение между частицами, а также между частицами и стенкой, тем самым осуществляя процесс дробления.
Коэффициент измельчения/коэффициент уменьшения размера
Соотношение характерных диаметров частиц загружаемого материала и выгружаемого материала в ходе операции дробления указывает на степень уменьшения размера частиц материала после дробления.
эффективность измельчения
Скорость выпуска квалифицированной продукции на единицу энергопотребления в единицу времени.
шлифовальные весы
В процессе дробления размер частиц порошкового материала больше не уменьшается, а удельная площадь поверхности больше не увеличивается.
механохимия
Структурные или физические и химические изменения, вызванные механическими силами в процессе дробления материала.
мелющие тела
Это объект, который загружается в мельницу и использует эффекты удара, столкновения, сдвига, измельчения и отслаивания, возникающие во время его движения, для измельчения материала.
Шлифовальное приспособление
Дополнительные добавки для повышения эффективности дробления и измельчения.
Диспергатор/диспергирующий агент
Это добавка, которая направленно адсорбируется на поверхности обрабатываемых частиц, предотвращая их агрегацию друг с другом и сохраняя стабильность частиц в течение определенного периода времени.
классификация
Процесс разделения материала на два или более уровня распределения частиц по размерам.
просеивание
Процесс сортировки с помощью сит.
классификация жидкостей
Процесс классификации жидких и газообразных сред.
Сухая классификация/ветровая классификация (сухая классификация)
Процесс классификации в воздухе или других газообразных средах.
гравитационная классификация
Процесс классификации частиц, основанный на разнице их конечной скорости осаждения в жидких или газообразных средах.
центробежная классификация
Процесс градуировки основан на различных траекториях частиц в поле центробежных сил.
Размер обрезки
В зависимости от размера частиц материал делится на крупные и мелкие частицы, а также по предельному размеру частиц продукта.
эффективность классификации
Степень разделения крупнозернистых и мелких продуктов в процессе классификации обычно выражают отношением массы мелкозернистого материала после классификации к массе сортируемого материала, меньшей, чем размер режущих частиц. Это мера качества операции сортировки. важный показатель.
обработка поверхности
Общий термин для таких процессов, как формирование частиц, модификация поверхности и нанесение покрытия.
Функциональный дизайн частиц
Процесс изменения морфологии, структуры и характеристик частиц с целью функционализации материала.
Модификация формы частиц
Процесс, изменяющий форму частиц.
сферичность
Процесс переработки частиц неправильной формы в сферические или приблизительно сферические частицы.
Степень сферичности
Форма частиц близка к сфере.
модификация поверхности
Процесс изменения поверхностных свойств частиц посредством адсорбции, реакции, покрытия или нанесения модификаторов поверхности на поверхность частиц.
мокрая модификация
Процесс модификации поверхности материалов в суспензии с определенным соотношением твердой и жидкой фаз или содержанием твердых веществ.
Сухая модификация
Процесс модификации поверхности сухих или высушенных порошковых материалов.
физическое покрытие
Процесс модификации поверхности физическими методами.
механо-химическая модификация
Процесс модификации поверхности достигается с помощью сильной механической силы в процессе дробления.
модификация инкапсуляции
Процесс модификации поверхности путем покрытия поверхности частиц однородной пленкой определенной толщины.
высокоэнергетическая модификация поверхности
Процесс модификации поверхности с помощью облучения или радиации.
Модификатор поверхности
Вещества, модифицирующие поверхность частиц.
покрытие поверхности
Процесс образования неорганических покрытий на поверхности частиц.
Оборудование для ультратонкого дробления пигментного порошка
Размер частиц является одним из важных показателей пигментов. Обычно частицы пигмента должны иметь стабильную физическую форму, одинаковый размер частиц и хорошую дисперсию без агломерации или осаждения.
Пигмент оксида железа — это пигмент с хорошей дисперсией, отличной светостойкостью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. В основном это относится к четырем типам красящих пигментов оксида железа: красного, желтого железа, черного железа и коричневого железа на основе оксидов железа. Среди них основным является оксид железа красный.
Осажденные (влажные) пигменты оксида железа очень мелкие, но во время процессов фильтрации и сушки из-за таких факторов, как силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи, заряды и т. д., микроагрегаты агрегируются в большие агрегаты и не могут быть использованы напрямую. в высококачественных покрытиях. Для окраски необходимо сверхтонкое измельчение. Струйное измельчение использует энергию высокоскоростного воздушного потока или перегретого пара для сверхтонкого измельчения твердых материалов. Это один из наиболее часто используемых методов сверхтонкого измельчения.
В настоящее время в отрасли производства пигментов область применения дробления воздушным потоком становится все более обширной, что в основном обусловлено следующими двумя факторами:
Во-первых, безопасность механического дробления низкая, потому что, если твердый металл упадет на быстро вращающиеся механические зубья, легко образоваться открытое пламя, что очень опасно в пыльном цехе по производству пигментов, но дробление воздушным потоком не имеет этот вопрос;
Во-вторых, дробление воздушным потоком относится к сверхтонкому дроблению. При производстве некоторых специальных пигментов требуется более высокая тонкость пигментов.
1. Пигмент оксида железа
В процессе фильтрации и сушки железооксидных пигментов за счет сил Ван-дер-Ваальса, водородных связей, зарядов и других факторов микроагрегаты объединяются в крупные агрегаты, дезагрегировать которые общим механическим воздействием невозможно. При использовании струйной мельницы с псевдоожиженным слоем или дискового типа для обработки пигментов оксида железа крупность Хагермана может достигать: красный оксид железа от 5,5 до 7,0, чем темнее цвет, тем лучше крупность; оксид железа желтый 7,5; оксид железа черный 7,0 .
После сверхтонкого измельчения пигмент оксида железа деполимеризуется из крупных агрегатов в мелкие агрегаты. При производстве краски требуется лишь короткое время высокоскоростного перемешивания для достижения необходимой крупности, что позволяет сэкономить затраты и уменьшить размер пигмента. Агрегаты трудно измельчить в крупные агрегаты, что обеспечивает качество краски.
2. Черный жаростойкий ферритовый пигмент марганца.
Мелкие частицы пигмента феррита марганца, поверхность которых была покрыта, модифицирована, высушена и измельчена в порошок, снова флокулируются в крупные частицы разной степени и не могут эффективно проявлять пигментные свойства феррита марганца.
После глубокой обработки и измельчения с использованием псевдоожиженного слоя или дисковой струйной мельницы крупность ферритного пигмента марганца по Хагерману составляет примерно от 7 до 7,5. Он имеет хорошую дисперсию и может полностью раскрыть свои оптические и пигментные свойства.
3. Коричневый керамический пигмент.
Коричневый керамический пигмент сверхтонко измельчается с помощью плоскоструйной мельницы. При давлении воздуха 7,5×105 Па и скорости подачи 100 кг/ч размер продукта d50 составляет 4,55 мкм, а максимальный размер частиц — 9,64 мкм.
В настоящее время обычное оборудование для сверхтонкого измельчения включает струйную мельницу, сверхтонкую мельницу механического удара, шаровую мельницу с перемешиванием, песочную мельницу, вибрационную мельницу, коллоидную мельницу, струйную мельницу высокого давления, планетарную шаровую мельницу, нажимную валковую мельницу и кольцевой валик. мельница. и т. д.
Технология производства высококачественного гидроксида кальция
Гидроксид кальция, широко известный как гашеная известь, имеет химическую формулу Ca(OH)2. Обычно в форме порошка он теряет воду и превращается в оксид кальция (негашеную известь) при 580°C и нормальном давлении. Гидроксид кальция мало растворим в воде, и его растворимость снижается с повышением температуры. Бесцветный и прозрачный раствор, получаемый при растворении в воде, широко известен как чистая известковая вода. Молочная суспензия, состоящая из гидроксида кальция и воды, называется известковым молоком.
Процесс производства сухого гидроксида кальция: квалифицированная негашеная известь измельчается щековой дробилкой. Она отправляется в силос для извести через ковшовый элеватор и вибрационный конвейер бункерного типа. Известь в силосе количественно добавляется в предварительный варочный котел гашеной извести посредством звездообразной подачи и сначала сбраживается при сильном перемешивании мешалкой, а затем поступает в варочный котел для завершения процесса варочного процесса. Гашеная известь подается в силос гашеной извести с помощью элеватора гашеной извести и входного шнекового конвейера, а затем квалифицированная рафинированная гашеная известь получается с помощью спирального воздушного сепаратора с добавлением золы. Рафинированная гашеная известь выгружается в силос готовой гашеной извести, а затем упаковывается в соответствии с потребностями пользователя. В ходе реакции сухого разложения организационная структура изменяется, в результате чего Ca(OH)2 образует рыхлый порошок, объем которого увеличивается в 1,5–2,0 раза по сравнению с исходным объемом. Продукт и сырье обладают лучшей текучестью, поэтому процесс сухого разложения можно использовать в воде. Высокая скорость конверсии реакции негашеной извести может быть достигнута при условии низкой зольности (массового соотношения воды и извести).
Применение гидроксида кальция
(1) Огнестойкие материалы
Порошок гидроксида кальция широко используется в качестве наполнителя полимерных материалов. Добавление гидроксида кальция в полимерные материалы позволяет улучшить термостабильность и огнезащитные свойства композиционных материалов; гидроксид кальция является щелочным и может реагировать с хлористым водородом (HCl), выделяющимся при термическом разложении ПВХ, исключая разложение ПВХ хлористым водородом. Автокаталитический эффект процесса имеет определенный термостабилизирующий эффект.
(2) Разлагаемые полимерные материалы
Гидроксид кальция можно использовать в качестве вспомогательного средства для поглощения пластиков окружающей средой. Он оказывает дехлорирующее, растрескивающее и щелочное разложение на разложение пластмасс.
(3) Очистка сточных вод
Роль гидроксида кальция в сточных водах можно в основном свести к четырем аспектам: нейтрализация свободных кислот в сточных водах, нейтрализация солей кислот в сточных водах, реакция с ионами металлов с образованием нерастворимых в воде осадков и регулирование pH сточных вод. ценить.
(4) Десульфуризатор
В процессе мокрой десульфурации гидроксида кальция и гипса дымовой газ вступает в контакт с абсорбирующей жидкостью Ca(OH)2 на большой площади, так что SO2 в дымовом газе растворяется в воде и реагирует с суспензией гидроксида кальция с образованием сульфит кальция, который затем вдувается. В условиях большого количества воздуха сульфит кальция окисляется с образованием CaS (V2H2O), тем самым достигая цели снижения содержания SO2 в дымовых газах. В процессе десульфурации кальция ионы кальция фактически участвуют в фиксации серы. Карбонат кальция, оксид кальция и гидроксид кальция можно использовать в качестве десульфурирующих агентов.
(5) Медицинская помощь и здравоохранение
Гидроксид кальция используется для дезинфекции в различных местах, например, в научных исследованиях, лабораториях, медицине, на заводах и т. д. Он имеет долгую историю использования в клинической медицине.
(6) Пищевая промышленность
Добавление определенного количества пищевого гидроксида кальция в сухое молоко может не только регулировать значение pH сухого молока и способствовать быстрому растворению сухого молока в воде, но и дополнять кальцием.
4 ключевых момента при выборе модификаторов поверхности порошка
На рынке представлено множество типов порошковых модификаторов поверхности с различными функциями и, конечно же, разными ценами. Как выбрать наиболее подходящий модификатор?
Практика показала, что при выборе разновидностей модификаторов поверхности к основным соображениям относятся: свойства порошкового сырья, область использования или применения продукта, а также технология, цена и защита окружающей среды.
1. Свойства порошкового сырья.
Свойствами порошкового сырья являются в основном кислотность, щелочность, структура поверхности и функциональные группы, характеристики адсорбции и химических реакций и т. д. Следует выбирать как можно больше модификаторов поверхности, способных химически реагировать или химически адсорбироваться с поверхностью частиц порошка, поскольку физическая адсорбция. Легко десорбируется при сильном перемешивании или экструзии при последующих применениях.
Например, поверхности кислых силикатных минералов, таких как кварц, полевой шпат, слюда и каолин, могут связываться с силановыми связующими агентами, образуя более сильную химическую адсорбцию; однако силановый связующий агент обычно не может связываться с щелочными карбонатами. Минералы подвергаются химическим реакциям или химической адсорбции, тогда как титанатные и алюминатные связующие вещества могут при определенных условиях и в определенной степени химически адсорбироваться с карбонатными щелочными минералами.
2. Использование продукта
Назначение продукта является наиболее важным фактором при выборе модификатора поверхности. Различные области применения имеют разные технические требования к характеристикам нанесения порошка, такие как смачиваемость поверхности, дисперсия, значение pH, укрывистость, устойчивость к атмосферным воздействиям, блеск, антибактериальные свойства, защита от ультрафиолета и т. д. Это означает, что модификация поверхности должна выбираться в соответствии с целью. . Одна из причин разнообразия половых агентов.
Например, неорганические порошки (наполнители или пигменты), используемые в различных пластмассах, резинах, клеях, масляных покрытиях или покрытиях на основе растворителей, требуют хорошей липофильности поверхности, то есть хорошего сродства или совместимости с основным органическим полимерным материалом. , что требует подбора модификаторов поверхности, способных сделать поверхность неорганических порошков гидрофобной и олеофильной; что касается неорганических пигментов, используемых в керамических заготовках, они не только должны иметь хорошую дисперсию в сухом состоянии, но также требуют сродства с неорганическими заготовками. Хорошая совместимость и возможность равномерного распределения по заготовке; для модификаторов поверхности неорганических порошков (наполнителей или пигментов), используемых в красках или покрытиях на водной основе, требуется дисперсионная и седиментационная устойчивость модифицированного порошка в водной фазе. Хорошая совместимость.
Неорганические модификаторы поверхности в основном выбираются исходя из функциональных требований к порошковым материалам в области применения. Например, чтобы диоксид титана имел хорошую атмосферостойкость и химическую стабильность, для покрытия поверхности (пленки) необходимо использовать SiO2 и Al2O3. Чтобы пигмент мусковита имел хороший перламутровый эффект, необходимо использовать TiO2 для покрытия поверхности. (фильм).
В то же время разные прикладные системы имеют разные компоненты. При выборе модификатора поверхности необходимо также учитывать совместимость и совместимость с компонентами системы нанесения, чтобы избежать функционального отказа других компонентов системы из-за модификатора поверхности.
3. Процесс модификации
Процесс модификации также является одним из важных факторов при выборе модификаторов поверхности, таких как температура, давление и факторы окружающей среды. Все органические модификаторы поверхности разлагаются при определенной температуре. Например, температура кипения силанового связующего агента варьируется от 100 до 310°C в зависимости от типа. Поэтому лучше всего выбирать модификатор поверхности с температурой разложения или температурой кипения, превышающей температуру обработки применения.
Текущий процесс модификации поверхности в основном использует сухой и мокрый методы. Нет необходимости учитывать растворимость в воде при сухом процессе, но растворимость модификатора поверхности в воде необходимо учитывать при мокром процессе, поскольку только если он растворим в воде, он может полностью контактировать и реагировать с частицами порошка в влажная среда.
Поэтому модификаторы поверхности, которые не являются непосредственно водорастворимыми и должны использоваться во влажной среде, должны быть заранее омылены, аммонизированы или эмульгированы, чтобы их можно было растворить и диспергировать в водных растворах.
4. Цена и экологические факторы
Наконец, при выборе модификаторов поверхности необходимо также учитывать факторы цены и окружающей среды. Исходя из требований к производительности приложения или оптимизации производительности приложения, попробуйте выбрать более дешевые модификаторы поверхности, чтобы снизить затраты на модификацию поверхности. При этом следует уделить внимание подбору модификаторов поверхности, не загрязняющих окружающую среду.
5 основных типов методов модификации поверхности углеродного волокна
Углеродное волокно (УВ) как новый тип композиционного армированного материала широко используется в различных отраслях промышленности и привлекает большое внимание. Однако поверхность ЦВ относительно гладкая и не имеет активных групп. Поверхность волокна химически инертна, поэтому волокно имеет плохую гидрофильность и плохую адгезию к матрице, легко отваливается. Следовательно, необходимо улучшить взаимодействие между CF и матричной арматурой.
На сегодняшний день распространенные методы модификации поверхности углеродного волокна в основном включают модификацию покрытия, модификацию поверхностной прививки, модификацию окисления, плазменную модификацию и модификацию соединений, среди которых более популярны окислительная обработка и обработка поверхностной прививки. Методы. Эти методы модификации улучшают смачиваемость волокна, химическое соединение и механическое сцепление с матрицей с образованием переходного слоя, способствуют равномерной передаче напряжений и снижают концентрацию напряжений.
Поверхность углеродного волокна гладкая, имеет мало активных групп и не прочно прилегает к матрице. В обычных условиях применения необходимо улучшить скорость адгезии. Один из методов заключается в придании гладкой поверхности углеродного волокна шероховатости посредством физического воздействия, создания канавок или небольших отверстий для увеличения площади контакта с материалом матрицы. Волокно может быть наполнено полимерами или наночастицами. В канавках на поверхности волокно и полимер могут быть механически скреплены друг с другом за счет шероховатой формы поверхности волокна после отверждения, что приводит к очевидному эффекту механического сцепления между волокном и матрицей, что полезно для улучшения прочности интерфейса.
1. Модификация покрытия
Модификация покрытия из углеродного волокна может охватывать различные материалы, такие как соли металлов, металлические сплавы, углеродные наноматериалы и т. д., посредством распыления, физического или химического осаждения, полимеров, золь-гель-методов и процессов нанесения покрытия. После нанесения покрытия поверхность УВ имеет разные свойства.
2. Поверхностная прививка
Прививка поверхности углеродного волокна — это восходящий, широко изученный метод модификации CF. По сравнению с методами поверхностного окисления и нанесения покрытия поверхностная прививка может обеспечить лучшую адгезию привитого полимера к поверхности CF. Посредством радиации или химической реакции на поверхности УВ запускается реакция прививки, и на поверхность УВ вводятся полимеры с функциональными группами, что повышает прочность интерфейса композиционного материала.
3. Окислительная обработка
Окислительная обработка углеродного волокна представляет собой простой метод модификации, который не только увеличивает распределение и размер пор на поверхности УВ, но также вводит различные концентрации кислородсодержащих функциональных групп, что оказывает существенное влияние на адгезию поверхности раздела материалов и эффективность иммобилизации ( ИЕ). Влияние.
4. Плазменная обработка
Плазменная обработка является известным и успешным методом обработки различных материалов, включая углеродные материалы. Для удара по поверхности CF используется плазма достаточно высокой энергии, вызывающая разрыв химических связей и реорганизацию на поверхности, тем самым улучшая структуру поверхности и характеристики углеродного волокна для достижения хорошей адгезии между CF и материалом матрицы. Плазменная обработка имеет такие преимущества, как простота эксплуатации, высокая эффективность, экологичность и защита окружающей среды.
5. Совместная модификация
Вышеупомянутые способы одиночной модификации имеют те или иные недостатки. Например, УВ с модифицированным покрытием имеет низкую адгезию между покрытием и УВ, требует использования растворителей в процессе производства, имеет низкую эффективность приготовления и его трудно производить непрерывно; инвестиции в оборудование для плазменной обработки являются дорогостоящими; при мокром химическом окислении и электролизе Некоторое загрязнение жидкостью неизбежно во время химической обработки, и условия модификации должны точно контролироваться при газофазном окислении, чтобы предотвратить разрушение внутренней структуры CF чрезмерным окислением, а также при использовании наноматериалов или привитых полимеров для модификации. Поверхность углеродных волокон сложная.
Следовательно, при модификации поверхности углеродного волокна совместная модификация с использованием нескольких методов модификации позволяет избежать недостатков использования их по отдельности и объединить преимущества друг друга. Это основное направление модификации поверхности углеродного волокна в будущем.
В чем разница между белым тальком, черным тальком и гидроталькитом?
В настоящее время продукты, связанные с «тальком», на рынке в основном включают белый тальк, черный тальк, гидроталькит и т. д. Хотя все они называются тальком, их ингредиенты, использование, цены и т. д. очень различаются.
1. Белый тальк
Тальк — это водный силикат магния, чаще всего встречающийся в белом тальке. Посмотрите на Китай в поисках мирового талька. Белый тальк, поставляемый на международный рынок, в основном поступает из Китая. Преимущества китайского талька отражаются не только в запасах и объемах производства, но, что более важно, в исключительном качестве белого талька, особенно белого талька высокой чистоты.
Белый тальк обладает высокой электроизоляцией, теплоизоляцией, высокой температурой плавления и сильной адсорбцией масла. Он широко используется в бумажном производстве, химической промышленности, медицине, резине, керамике, лакокрасочной, косметической и других отраслях промышленности.
2. Черный тальк
Черный тальк представляет собой силикатный глинистый минерал типа 2:1 (Т-О-Т), богатый магнием. Он мягкий, имеет шелушащуюся структуру и скользкий на ощупь. Он не содержит воды между слоями, не имеет запаха и вкуса, имеет стабильные химические свойства, мелкие частицы и большую удельную поверхность. Черный тальк имеет цвет от серого до черного, поскольку содержит органический углерод. Его химический состав, минеральный состав и происхождение минеральных отложений аналогичны белому тальку. Основные компоненты руды обычно состоят из талька, кварца, органического углерода и др.
В настоящее время большая часть черного талька перерабатывается в белый тальк с помощью технологии отбеливания, а затем используется в традиционной керамической промышленности и в качестве основных наполнителей. Направления исследований в основном связаны с высокоэффективным отбеливанием и технологией сверхтонкой обработки.
3. Гидротальцит
Гидротальцит делится на природный гидротальцит и синтетический гидротальцит. Поскольку природный гидротальцит трудно добывать и его чистота невысока, на рынке предложения гидротальцита преобладает синтетический гидротальцит.
Синтетические гидротальциты (СДГ) представляют собой класс анионных слоистых соединений с широкими перспективами применения, в основном состоящих из гидротальцита (НТ), гидротальцитоподобного (сокращенно HTLC) и их интеркаляционных химических продуктов, образующих столбчатый гидротальцит (Pillared LDH).
Синтетический гидротальцит представляет собой нетоксичное дигидроксисоединение особой слоистой структуры. Он обладает физическими и химическими свойствами, такими как зарядные свойства, анионообменная способность, адсорбционные свойства, каталитические свойства и т. д. Он имеет широкий спектр применения в области материалов из полимерных смол. В основном используется в качестве термостабилизатора при производстве поливинилхлорида (ПВХ) и поглотителя галогенов при производстве полиолефиновых смол.
Основные категории готовой продукции синтетического гидротальцита включают обычный синтетический гидротальцит, высокопрозрачный синтетический гидротальцит и огнестойкий синтетический гидротальцит.