5 основных типов методов модификации поверхности кремнезема
В настоящее время промышленное производство кремнезема основано в основном на методе осаждения. Поверхность полученного кремнезема содержит большое количество полярных групп, таких как гидроксильные группы, что позволяет легко поглощать молекулы воды, имеет плохую дисперсию и склонна к вторичной агрегации. проблемы, тем самым влияя на эффект промышленного применения кремнезема. Таким образом, большая часть диоксида кремния нуждается в обработке поверхности для модификации перед промышленным применением, чтобы улучшить его характеристики промышленного применения.
На этом этапе химическая модификация поверхности кремнезема в основном включает модификацию поверхностной прививки, модификацию связующего агента, модификацию ионной жидкости, модификацию границы раздела макромолекул, комбинированную модификацию и т. д. Хотя каждый процесс модификации имеет свои преимущества. и характеристик, но в настоящее время в промышленных применениях он в основном основан на модификации связующего агента.
1. Модификация поверхностного трансплантата белым углеродом
Принцип метода модификации поверхностной прививки заключается в прививке макромолекулярного полимера с теми же свойствами, что и матричный полимер (например, каучук), на поверхность кремнезема посредством химической прививки. С одной стороны, это может усилить взаимодействие частиц с матрицей. С другой стороны, измените полярность поверхности частиц, это также может улучшить дисперсию самого кремнезема. Подходит для прививки полимеров с меньшей молекулярной массой. Условия для прививки полимеров с более высокой молекулярной массой суровы.
2. Модификация кремнеземного связующего агента.
Принцип модификации связующего агента заключается в использовании некоторых функциональных групп связующего агента для химической реакции с гидроксильными группами на поверхности кремнеземной сажи, тем самым изменяя структуру групп и распределение на поверхности кремнеземной сажи для улучшения совместимости с матрицей. и своя дисперсия. Модификация связующим агентом имеет такие преимущества, как хороший модифицирующий эффект и высокая управляемость реакцией, и в настоящее время является одним из наиболее широко используемых методов модификации.
3. Модификация кремнезема черной ионной жидкостью.
Ионные жидкости, также называемые ионными жидкостями при комнатной температуре, представляют собой расплавленные соли, состоящие из органических катионов и органических или неорганических анионов, которые являются жидкими при температуре ниже 100°C. Для модификации ионной жидкости для модификации кремнезема используются модификаторы ионной жидкости вместо традиционных модификаторов органической фазы. По сравнению с традиционными модификаторами органической фазы, ионные жидкие фазы являются жидкими при комнатной температуре, обладают высокой проводимостью и высокой стабильностью. Он обладает такими преимуществами, как хорошая растворимость, энергонезависимость и низкий уровень загрязнения, что больше соответствует требованиям экологически чистого производства, но эффект модификации плохой.
4. Модификация интерфейса макромолекул белого технического углерода.
Модификатор, используемый при модификации макромолекулярного интерфейса, представляет собой макромолекулярный полимер, содержащий полярные группы. Во время реакции модификации частицами диоксида кремния можно ввести молекулярную основу макромолекулярного модификатора интерфейса. Он имеет больше полярных эпоксидных групп, сохраняя при этом основную структуру основной цепи, тем самым улучшая совместимость между частицами диоксида кремния и матрицей и достигая лучшей модификации интерфейса. эффект. Этот метод может синергетически укрепить матрицу с помощью связующего агента, но эффект усиления будет низким, если использовать его отдельно.
5. Белый технический углерод в сочетании с модификацией.
Комбинированная модификация заключается в модификации комбинации диоксида кремния и других материалов, объединяя их соответствующие преимущества для улучшения общих характеристик резиновых изделий. Этот метод может объединить преимущества двух модификаторов для повышения комплексных характеристик матрицы, но эффект модификации тесно связан с соотношением модификаторов.
Например, углеродная сажа и диоксид кремния являются хорошими армирующими агентами в резиновой промышленности. Углеродная сажа является одним из наиболее часто используемых армирующих добавок в резиновой промышленности. Особая структура технического углерода может повысить прочность резиновых материалов на растяжение и разрыв, а также улучшить их износостойкость, морозостойкость и другие свойства; В качестве армирующего агента белый технический углерод может значительно улучшить сопротивление качению и сопротивление скольжению резиновых изделий на мокрой дороге, но его эффект сам по себе не так хорош, как технический углерод. Большое количество исследований показало, что использование технического углерода и диоксида кремния в качестве армирующих добавок может сочетать преимущества обоих для улучшения общих характеристик резиновых изделий.
Характеристики и экономическое использование доломита
Кристалл доломита — карбонатный минерал тригональной кристаллической системы. Его химический состав — CaMg(CO3)2, часто с железом, марганцем и другими подобными изоморфами (вместо магния). Когда число атомов железа или марганца превышает количество атомов магния, его называют анкеритом или марганцевым доломитом. Кристаллическая система тригональная, кристалл ромбоэдрический, грань кристалла часто изогнута в седлообразную форму, распространены слоистые двойные кристаллы. Агрегаты обычно зернистые. В чистом виде он белый; серый, если содержит железо; коричневый после выветривания. Стеклянный блеск. Это основной минерал, входящий в состав доломита. Доломиты, образующиеся в результате морских отложений, часто переслаиваются со слоями сидерита и слоями известняка. В озерных отложениях доломит соседствует с гипсом, ангидритом, галитом, галитом калия и др.
Слово «Доломит» в основном используется в честь ДОЛОМЬЕ (1750–1843), французского химика. Доломит представляет собой тригональную кристаллическую систему химического состава CaMg(CO3)2. В основном это минерал, состоящий из карбоната кальция и карбоната магния (соотношение CaCO3 и MgCO3 составляет примерно 1:1). Имеет полную спайность и ромбоэдрическую кристаллизацию. . Цвета преимущественно белые, серые, телесные, бесцветные, зеленые, коричневые, черные, темно-розовые и др., от прозрачного до полупрозрачного, со стеклянным блеском, твердость 3,5-4, удельный вес 2,85-2,9. Помню, когда я ездил в Хуалянь во время учебы в колледже, я всегда не мог понять, как отличить доломит от мрамора на пляже. Если у вас под рукой есть банка с холодной разбавленной соляной кислотой, вы справитесь с этой задачей. Массивный доломит не склонен к образованию пузырей при воздействии холодной разбавленной соляной кислоты, тогда как мрамор сразу же выделяет множество крошечных пузырьков.
Доломит может быть использован в качестве огнеупорного внутреннего слоя печей риформинга, используемых при выплавке стали, шлакообразователей, цементного сырья, стекольных флюсов, печей для обжига, удобрений, строительных и декоративных камней, красок, пестицидов и лекарств и т. д. области строительных материалов, керамики, стекла и огнеупорных материалов, химической промышленности, сельского хозяйства, охраны окружающей среды, энергосбережения и других областей.
Доломитовый кирпич – это огнеупорное изделие, изготовленное из обожженного доломитового песка. Обычно он содержит более 40 % оксида кальция (CaO), более 35 % оксида магния (MgO), а также содержит небольшое количество оксида кремния (SiO2), оксида алюминия (Al2O3), оксида железа (Fe2O3) и другие примеси. Соотношение CaO/MgO в природном доломите сильно колеблется. Если соотношение CaO/MgO в кирпиче меньше 1,39, его называют магнезиально-доломитовым кирпичом. По способу производства доломитовый кирпич можно разделить на: дегтярный (асфальтовый) комбинированный необожженный кирпич, легкообожженный маслонаполненный кирпич и обожженный маслонаполненный кирпич. Доломитовый кирпич содержит свободный СаО, который склонен к гидратации и растрескиванию на воздухе и не пригоден для длительного хранения.
В футеровке конвертера в Китае в основном используются доломитовые кирпичи на связке смолы и магнезиально-доломитовые кирпичи на связке смолы. На некоторых заводах в уязвимых местах применяют пропитанные маслом и пропитанные маслом магнезиальные доломитовые кирпичи. Переработчики в таких странах, как Западная Европа и Япония, в основном используют смолу в сочетании с термообработанными и обожженными, пропитанными маслом доломитовыми кирпичами и магнезиальными доломитовыми кирпичами. Кроме того, обожженные магнезиально-доломитовые кирпичи, пропитанные маслом, также используются в качестве футеровки некоторых внешних рафинировочных печей.
Измельчение и модификация ультрадисперсного порошка слюды
С развитием промышленности требования к качеству слюдяного порошка возрастают. В настоящее время порошок мусковита с D90 около 45 мкм в основном используется в производстве бумаги, латексных красок, резины и других отраслях промышленности, в то время как высококачественные покрытия, перламутровая слюда и другие продукты. Размер частиц порошка слюды выдвигает более высокие требования, и получение ультратонкого порошка слюды на микро-наноуровне является актуальным.
В процессе измельчения мусковит еще может плотно сцепляться по свежей поверхности после межслоевого скола. Это один из самых трудных для измельчения минералов. В настоящее время ультрадисперсный порошок мусковита микро-наноуровня трудно получить с использованием обычного измельчительного оборудования. Многие отечественные производители слюды добывают высококачественный мусковит и просто грубо измельчают его на экспорт. Другие будут перерабатываться в продукцию из мусковита с размером частиц D90 около 45 мкм или даже крупнее, что приведет к напрасной трате ресурсов и снижению конкурентоспособности продукции.
Препарат сверхтонкого помола слюды
В настоящее время процесс сверхтонкого измельчения слюды делится на два метода измельчения: сухой и мокрый. Среди них: основное оборудование для сухого сверхтонкого измельчения включает высокоскоростную ударную мельницу, мельницу воздушного потока, циклонную или циклонную машину для самоизмельчения и т. д. и соответствующий классификатор сухого воздушного потока; Производственное оборудование для мокрого измельчения порошка серицита включает в себя песочную мельницу, шлифовальную машину и т. д. Основными из них являются хлопьевидные машины и коллоидные мельницы, а для мокрой тонкой классификации используется технология гидроциклонной классификации.
Высокоскоростная планетарная валковая мельница позволяет эффективно выполнять сухое и мокрое измельчение слюды. Средний диаметр частиц после измельчения может достигать 10 мкм и менее; слюдяной материал остается в измельчении очень короткое время, обычно 5-10 с. ; Регулируя структуру валков, можно получить порошок слюды с необходимым соотношением диаметра и толщины. В условиях мокрого измельчения порошок слюды может получить соотношение диаметра и толщины в диапазоне 20-60.
В мешалке используются специальные измельчающие материалы, которые обеспечивают хороший эффект при сверхтонком отслаивании порошка слюды без повреждения поверхности слюды и позволяют добиться соотношения диаметра и толщины порошка слюды >60.
Покрытие или модификация поверхности слюдяным порошком
Покрытие поверхности или модификация порошка слюды позволяют получить перламутровую слюду и цветные слюдяные пигменты для улучшения их соответствующих свойств в таких материалах, как резина и покрытия. Есть также много связанных исследований.
Слюду наносят на поверхность для получения перламутровой слюды и цветных слюдяных пигментов. В настоящее время в основном используется метод жидкофазного осаждения. Обычные методы включают добавление щелочи, термический гидролиз, буферизацию и т. д. Обычно источниками титана в качестве покрывающего агента в промышленности являются тетрахлорид титана и сульфат титанила.
Применение слюдяного порошка
Порошок слюды можно использовать в таких областях, как электроизоляционные материалы, наполнители функциональных покрытий, резиновые наполнители, пластиковые наполнители, косметика и сварочные материалы.
Использование керамики из нитрида кремния в качестве сырья для объединительных плат мобильных телефонов.
Поскольку технологии смартфонов продолжают развиваться, а конкуренция усиливается, производители мобильных телефонов внедряют различные новые конструкции и инновации, чтобы привлечь больше потребителей, и керамические объединительные платы являются одной из уловок. Его появление началось в 2012 году, когда Sharp выпустила смартфон с керамической объединительной панелью. Однако из-за технических и финансовых проблем керамические объединительные платы в то время использовались только в нескольких высококлассных брендах. Однако с развитием технологий обработки диапазон применения керамических объединительных плат становится все шире и шире.
В области керамических подложек главными героями почти всегда являются керамики из диоксида циркония, но в последнее время исследователи, похоже, начали задумываться о нитриде кремния. По сравнению с диоксидом циркония нитрид кремния рассматривается исследователями как превосходный и многообещающий материал объединительной платы для мобильных телефонов, особенно керамика из нитрида кремния, упрочненная нитевидными кристаллами. Причины заключаются в следующем:
картина
(1) Керамика из нитрида кремния имеет более высокую ударную вязкость, ее нелегко сломать, нелегко повредить во время механической обработки и она имеет более высокий выход продукта;
(2) Керамика из нитрида кремния имеет высокую теплопроводность, которая более чем в 10 раз превышает теплопроводность циркониевой керамики, и легче рассеивает тепло. Таким образом, тепло, выделяемое при работе мобильного телефона на высокой скорости или при зарядке и разрядке аккумулятора, легко рассеивается, что полезно для нормальной работы мобильного телефона. Избегайте замедлений и других явлений;
(3) Диэлектрические потери керамики из нитрида кремния на два порядка ниже, чем у диоксида циркония, что делает ее более прозрачной для сигналов мобильных телефонов и облегчает беспрепятственное общение в средах со слабыми сигналами;
(4) Керамика из нитрида кремния имеет более высокую твердость и меньшую плотность, чем диоксид циркония, что может эффективно снизить качество фюзеляжа, а ее стоимость близка к стоимости диоксида циркония;
(5) Керамика из нитрида кремния представляет собой бесцветную керамику, которую относительно легко окрашивать и которая имеет хороший окрашивающий эффект. Он также имеет нефритовую текстуру и подходит, например, для изготовления корпусов мобильных телефонов среднего и высокого класса.
Таким образом, использование керамических материалов из нитрида кремния в качестве материалов объединительной платы мобильного телефона для устройств связи может в определенной степени компенсировать недостатки существующих материалов объединительной платы мобильного телефона из диоксида циркония и имеет определенные перспективы.
Хотя сообщений о материалах объединительной платы мобильных телефонов из нитрида кремния не так много, он уже давно используется в качестве конструкционной керамики и полностью доказал свою стабильность и надежность применения в суровых условиях, таких как автомобильные двигатели. Если нитрид кремния используется в качестве нового материала объединительной платы мобильного телефона, он не только обладает такими же превосходными механическими свойствами, что и диоксид циркония, но также имеет такие преимущества, как хорошая текстура, легкий вес и более чувствительные сигналы. Это новый материал объединительной платы для мобильных телефонов с большим потенциалом.
В настоящее время ключ к прорыву заключается в том, как оптимизировать процесс, чтобы керамика Si3N4 не только легко рассеивала тепло и имела насыщенный цвет, но также процесс приготовления мог быть простым и надежным, а стоимость стала приемлемой. Если вышеуказанные трудности удастся преодолеть, возможно, однажды в будущем мы сможем увидеть Si3N4 на объединительных платах смартфонов и интеллектуальных носимых устройствах.
7. Основные применения ультратонкого талька
Природа ультратонкого талька заключается в том, что он представляет собой природный гидратированный минерал силиката магния. Он инертен к большинству химических реагентов и не разлагается при контакте с кислотами. Он плохой проводник электричества, имеет низкую теплопроводность и высокую термостойкость. Его можно нагревать при нагревании. Он не разлагается даже при высоких температурах 900°C. Эти превосходные свойства талька делают его хорошим наполнителем. Сегодня мы разберемся со сферами применения ультратонкого талька.
Применение талька в лакокрасочной промышленности
Потому что тальк обладает превосходными физическими и химическими свойствами, такими как смазывающая способность, антиадгезия, улучшение текучести, огнестойкость, кислотостойкость, изоляция, высокая температура плавления, химическая инертность, хорошая укрывистость, мягкость, хороший блеск и сильная адсорбция.
В качестве наполнителя применение талька в покрытиях в основном отражается на:
1. Высокая белизна, равномерный размер частиц и сильная дисперсия;
2. Может служить каркасом;
3. Сокращение производственных затрат;
4. Улучшите твердость пленки краски;
5. Это может повысить стабильность формы продукта;
6. Увеличьте прочность на растяжение, прочность на сдвиг, прочность на изгиб и прочность на давление, а также уменьшите деформацию, удлинение и коэффициент теплового расширения.
Применение талька в производстве пластмасс
◆ Применение в полипропиленовой смоле
Тальк обычно используется для наполнения полипропилена. Тальк имеет особенности пластинчатой структуры, поэтому тальк с более мелкими частицами можно использовать в качестве армирующего наполнителя полипропилена.
◆ Применение в полиэтиленовой смоле
Тальк – природный силикат магния. Его уникальная микроструктура обладает определенной водостойкостью и высокой химической инертностью, поэтому обладает хорошей химической стойкостью и свойствами скольжения. Наполненный им полиэтилен может использоваться в качестве инженерных пластиков. Он обладает хорошей химической стойкостью и текучестью и может конкурировать с АБС-пластиком, нейлоном и поликарбонатом.
◆ Применение в АБС-пластике.
АБС-смола представляет собой аморфный полимер с превосходной технологичностью формования, как и полистирол; он обладает хорошей ударной вязкостью, устойчивостью к низким температурам, высокой прочностью на разрыв и хорошим сопротивлением ползучести.
Применение талька в обрабатывающей промышленности
◆ Используется в качестве диспергатора летучих масел.
Порошок талька обладает определенной адсорбционной способностью, поэтому он может адсорбировать эфирное масло на поверхности своих частиц и равномерно диспергировать его, увеличивая площадь контакта между эфирным маслом и жидким лекарством, тем самым увеличивая растворимость эфирного масла.
◆ Покрыт слоем порошкового покрытия.
При сахарном покрытии для покрытия слоя порошкового покрытия можно использовать тальк. Подойдет белый тальк, пропущенный через сито 100 меш.
◆ Используется в качестве смазки.
Поскольку тальк имеет слоистую структуру, которая легко распадается на чешуйки, его можно использовать в качестве смазки для улучшения формуемости и текучести фармацевтических порошков.
◆ Используется в качестве фильтрующего средства.
Тальк плохо вступает в реакцию с лекарствами и обладает определенной адсорбционной способностью, поэтому его можно использовать в качестве фильтрующего средства.
Применение талька в качестве фармацевтического вспомогательного вещества
◆ Используется в качестве дезинтегратора гидрофобных лекарств.
Тальк – гидрофильное вещество. При добавлении в лекарственное средство в качестве вспомогательного вещества он может улучшить гидрофильность всего лекарственного средства, облегчая проникновение воды в лекарственное средство и облегчая его распад.
◆ Используется в качестве антиадгезионного средства.
Проблема липкости является распространенной проблемой в процессе нанесения покрытия. Это приведет к снижению скорости нанесения покрытия, увеличению продолжительности производственного цикла, слипанию гранул, снижению выхода продукции, повреждению пленки, влиянию на высвобождение лекарственного средства и другим проблемам.
◆ Увеличение критической относительной влажности лекарств.
Применение талька в бумажной промышленности
Добавление талька в бумажной промышленности помогает увеличить удерживание наполнителя, улучшить прозрачность, гладкость и пригодность для печати, а также делает бумагу более впитывающей чернила.
Применение талька в косметической промышленности
Тальк – высококачественный наполнитель в косметической промышленности. Благодаря высокому содержанию кремния он может блокировать инфракрасные лучи и усиливать солнцезащитные и противоинфракрасные свойства косметики.
Применение талька в керамической промышленности
В керамической промышленности важную роль играет тальк. Причина разного цвета керамики в том, что в нее добавляют тальк. Различные пропорции и разные ингредиенты могут придавать керамике разные цвета, и в то же время они также могут придавать керамике разные цвета. После обжига керамики плотность однородная, поверхность гладкая, блеск хороший.
Применение талька в текстильной промышленности
Ультратонкоизмельченный тальк часто используется в качестве наполнителя и отбеливателя в некоторых тканях, таких как водонепроницаемая ткань, огнеупорная ткань, мешки из пшеничной муки, нейлоновая веревка и т. д., что может повысить плотность ткани и увеличить тепло и кислотность и устойчивость к щелочам. производительность.
Применение технологии ультратонких порошков для разработки съедобных ресурсов
С развитием современной технологии в процессе предъявляются все более высокие требования к размеру частиц порошка. Многие материалы необходимо измельчить до субмикронного или наноуровня, чего невозможно достичь с помощью традиционных технологий и оборудования дробления. На основе этого разработана технология ультрадисперсных порошков, которая включает в себя приготовление и применение ультрадисперсных порошков и связанных с ними новых технологий. Содержание его исследований включает технологию приготовления сверхтонких порошков, технологию классификации, технологию разделения и технологию сушки. , технология конвейерного смешивания и гомогенизации, технология модификации поверхности, технология композитных частиц, технология обнаружения и нанесения и т. д.
С сокращением земель в следующем столетии продукты питания станут дефицитным товаром, а освоение новых источников продовольствия станет серьезной проблемой, стоящей перед человечеством. Технология сверхтонкого порошка может разрушать клеточные стенки, улучшать вкус, улучшать пищеварение и всасывание, тем самым улучшая биодоступность съедобных ресурсов и способствуя усвоению организмом несъедобных частей животных и растений. Поэтому его широко используют в пищевой промышленности. Очень широко использовался.
1 Переработка зерна
В процессе сверхтонкого помола муки гликозидные связи могут разрушаться и легко гидролизоваться α-амилазой, что благотворно влияет на ферментацию. По мере того, как частицы муки становятся меньше, площадь их поверхности становится больше, что улучшает адсорбцию, химическую активность, растворимость и диспергируемость материала, вызывая тем самым изменения макроскопических физических и химических свойств муки. У Сюэхуэй и др. предположил, что муку с разным размером частиц можно использовать для получения муки с разным содержанием белка для удовлетворения потребностей разных продуктов. Вкус, а также степень усвоения и использования муки, обработанной ультратонким порошком, значительно улучшаются. Порошок пшеничных отрубей, микронный порошок сои и т. д. добавляются в муку для превращения муки низкого качества в муку с высоким содержанием клетчатки или белка.
2 Глубокая переработка сельскохозяйственной и побочной продукции
В последние годы зеленые продукты растительного происхождения стали предметом озабоченности во всем мире, а съедобные продукты растительного происхождения являются важным ресурсом для выживания человечества. Эту ситуацию можно улучшить, используя технологию сверхмелкодисперсного порошка. Например, первым шагом в глубокой переработке стеблей и плодов съедобных растений является контроль тонкости измельчения для достижения различной степени разрушения клеточных стенок и разделения компонентов.
3 Функциональное здоровое питание
Вообще говоря, высокотехнологичные средства сверхтонкого измельчения используются для измельчения сырья здорового питания в сверхмелкие продукты с размером частиц менее 10 мкм, которые называются ультратонкими продуктами здорового питания. Он имеет большую удельную поверхность и пористость, поэтому обладает сильной адсорбцией и высокой активностью. После сверхтонкой обработки пищи питательные вещества, содержащиеся в пище, которые необходимы человеческому организму, но трудно употреблять в пищу, могут полностью усваиваться организмом человека, тем самым максимизируя биодоступность и эффективность пищи для здоровья.
4 Переработка водных продуктов
Ультратонкий порошок, полученный путем сверхтонкого измельчения спирулины, водорослей, жемчуга, черепах, хрящей акулы и т. д., имеет ряд уникальных преимуществ. Традиционный метод переработки жемчужного порошка – это шаровая мельница в течение более десяти часов, а размер частиц достигает нескольких сотен меш. Однако, если жемчуг мгновенно измельчить при низкой температуре около -67°C и строгих условиях очистки воздушным потоком, можно получить ультрамелкий жемчужный порошок со средним размером частиц 1,0 мкм и D97 менее 1,73 мкм. Кроме того, весь производственный процесс не загрязняет окружающую среду. По сравнению с традиционными методами обработки жемчужного порошка активные ингредиенты жемчуга полностью сохраняются, а содержание кальция достигает 42%. Его можно использовать в качестве лечебной диеты или пищевой добавки для приготовления питательных продуктов, дополняющих кальций.
Технология ультрамелких порошков широко используется в пищевой промышленности и играет очень важную роль в разработке новых пищевых ресурсов и повышении качества продукции.
Разница между порошком кварца, порошком кремнезема, порошком микрокремнезема и белой сажей
Кварцевый порошок и кремнеземный порошок относятся к кристаллическому порошку SiO2. Проще говоря, они разбивают камни в порошок. Кварцевый порошок относительно крупный, а кремнеземный порошок относительно мелкий. Кварцевый порошок - это порошок, полученный путем дробления кварцевой сырой руды с помощью различного перерабатывающего оборудования. Порошок микрокремнезема представляет собой ультратонкий порошок, полученный путем измельчения кварцевой руды, достигшей определенной чистоты, или мелкодисперсный порошок кремнезема, полученный химическим путем, однако их физические свойства, химический состав и области применения различны.
Дым микрокремнезема является промышленным побочным продуктом, также называемым дымом кремнезема.При сборе дыма плавильных и мусоросжигательных заводов обнаруживается мелкая пыль с высоким содержанием кремнезема.
Различия в свойствах порошка кремнезема и порошка кварца
1. Физические свойства порошка кремнезема и порошка кварца.
Порошок микрокремнезема и порошок кварца представляют собой мелкодисперсные порошковые материалы, а размеры их частиц очень малы, обычно менее 1 микрона. Однако их физические свойства различаются. Порошок микрокремнезема обычно легкий, рыхлый и имеет низкую плотность; кварцевый порошок относительно плотный. и высокой плотности.
2. Химический состав порошка кремнезема и порошка кварца.
Микрокремнезем и порошок кварца также химически различаются.Порошок кремнезема представляет собой разновидность кремнезема (SiO2).Его кристаллическая структура аналогична кварцу, но из-за небольшого размера обычно представляет собой аморфную структуру с множеством активных групп на поверхности.Кварц порошок изготавливается путем дробления и тонкого измельчения крупных кристаллических минералов кварца, его химический состав — SiO2.
3. Области применения порошка кремнезема и порошка кварца.
Порошок микрокремнезема и порошок кварца широко используются в промышленности, но области их применения различны.Порошок микрокремнезема обычно используется в электронике, оптике, керамике, косметике, покрытиях, пластмассах и других областях.В основном он используется для повышения стабильности материалов, снизить материальные затраты и улучшить производительность обработки материалов.Кварцевый порошок в основном используется в стекле, керамике, цементе, строительных материалах, напылении металлических поверхностей и других областях.Его высокая твердость и химическая стабильность делают его важным компонентом многих функциональных материалов.
Влияние обычных минералов на модификацию пластиковых наполнителей
Наполняющая модификация пластмасс относится к типу композитной технологии, при которой к смоле добавляются недорогие наполнители для снижения стоимости полимерных изделий. Его основной целью часто является снижение затрат. Но поскольку это модификация наполнения, то после наполнения также можно улучшить некоторые свойства.
В термопластах наполнитель может улучшить термостойкость, жесткость, твердость, стабильность размеров, сопротивление ползучести, износостойкость, огнестойкость, устранение дыма и разлагаемость композитных изделий, а также уменьшить скорость усадки при формовании для повышения точности продукции; в термореактивных пластмассах, помимо вышеупомянутых улучшений характеристик, некоторые смолы являются важными армирующими материалами при обработке, например, ненасыщенные смолы, фенольные смолы и аминосмолы, которые все должны быть наполнены и армированы.
Общие модификационные свойства наполнителей
① Повышение жесткости композитных материалов: особенно это отражается на таких показателях производительности, как прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе и твердость. Чем выше содержание кремнезема в наполнителе, тем более очевидным будет эффект изменения жесткости. Порядок изменения жесткости различных наполнителей: кремнезем (увеличение на 120%) > слюда (увеличение на 100%) > волластонит (увеличение на 80%) > сульфат бария (увеличение на 60%) > тальк (увеличение на 50%) > Тяжелый карбонат кальция (увеличение на 30%) > легкий карбонат кальция (увеличение на 20%).
② Улучшение размерной стабильности композитных материалов: в частности, это отражается на уменьшении усадки, уменьшении коробления, уменьшении коэффициента линейного расширения, уменьшении ползучести и увеличении изотропии. Эффекты стабильности размеров имеют следующий порядок: сферические наполнители > гранулированные наполнители > хлопьевидные наполнители > волокнистый наполнитель.
③Улучшение термостойкости композиционных материалов: удельным показателем производительности является температура тепловой деформации. Например, температура тепловой деформации увеличивается с увеличением содержания талька.
④ Повышение термической стабильности композиционных материалов: неорганические порошки могут в разной степени поглощать и стимулировать аналитические вещества, тем самым снижая степень термического разложения. Кроме того, неорганические наполнители также могут улучшить износостойкость и твердость композиционных материалов.
Специальные модифицированные свойства наполнителей
Причина, по которой это называется особыми модифицирующими свойствами наполнителей, заключается в том, что некоторые наполнители имеют, а некоторые не имеют этих модифицирующих функций. Один и тот же наполнитель может иметь или не иметь модифицирующие функции в разных условиях.
① Улучшение свойств композиционных материалов при растяжении и ударе: неорганический порошок не всегда может улучшить свойства композиционных материалов при растяжении и ударе. Его можно улучшить только при соблюдении особых условий, и улучшение невелико. После того, как неорганический наполнитель достигает определенной крупности, прочность на разрыв и ударную вязкость композиционного материала можно улучшить, если поверхность наполнителя хорошо покрыта и в композиционную систему добавлен агент совместимости.
② Улучшение текучести композиционных материалов: большинство неорганических порошков могут улучшить текучесть композиционных материалов, но тальк снижает текучесть композиционных материалов.
③ Улучшение оптических свойств композитных материалов: неорганический порошок может улучшить покрытие, матирование и астигматизм композитных материалов. Например, диоксид титана – типичный неорганический пигмент с сильной кроющей способностью.
④Улучшить экологически чистые характеристики сгорания композиционных материалов: во-первых, неорганические порошковые материалы могут привести к полному горению композиционных материалов, поскольку во время сгорания возникают трещины и увеличивается площадь контакта с кислородом; во-вторых, неорганические порошковые материалы могут поглощать некоторые токсичные газы при горении композиционных материалов, уменьшая выбросы токсичных газов; в-третьих, неорганический порошок улучшает теплопроводность композиционных материалов, ускоряя горение и сокращая время горения.
⑤ Повышение огнестойкости композиционных материалов: не все неорганические порошки полезны для огнестойкости. Только неорганические порошки, содержащие элементы кремния, могут способствовать улучшению огнестойкости и могут использоваться в качестве синергистов огнезащитных средств. Конкретная причина заключается в том, что при сжигании кремнийсодержащих материалов на поверхности горючего материала может образовываться барьерный слой, чтобы уменьшить вероятность контакта кислорода с поверхностью материала.
⑥ Оптимизация других свойств композиционных материалов: функция зародышеобразователя. Когда размер частиц порошка талька составляет менее 1 мкм, он может действовать как неорганический зародышеобразователь в ПП. Чтобы блокировать инфракрасные лучи, неорганические порошки, содержащие кремний, такие как тальк, каолин и слюда, обладают хорошими свойствами блокирования инфракрасного и ультрафиолетового излучения.
Обзор рынка сферических глиноземных наполнителей
Поскольку сферический порошок оксида алюминия обладает хорошей теплопроводностью и отличными экономическими показателями, он представляет собой теплопроводящий наполнитель, используемый в больших количествах и с высокой долей термоинтерфейсных материалов на рынке.
Морфология сферического оксида алюминия демонстрирует правильную сферическую структуру, а размер частиц обычно находится в диапазоне от нескольких микрон до десятков размеров. Его в основном получают путем жидкофазного осаждения, высокотемпературной плазмы, распылительного пиролиза и другими способами.
Когда в качестве наполнителя используется сферический оксид алюминия, чем выше сферичность частиц, тем меньше поверхностная энергия и тем лучше поверхностная текучесть. Его можно более равномерно смешать с полимерной матрицей, а смешанная система имеет лучшую текучесть. После формирования пленки подготовленный композиционный материал имеет лучшую однородность.
Области с высоким энергопотреблением, такие как транспортные средства на новой энергии и 5G, способствуют применению сферического оксида алюминия в области терморегулирования. Спрос на сферический глинозем растет, и рынок продолжает расширяться. Помимо того, что сферический оксид алюминия является теплопроводным материалом, он также широко используется в современной керамике, катализе, шлифовке и полировке, композиционных материалах и т. д. и имеет широкие рыночные перспективы.
Согласно статистике QYResearch, объем мирового рынка сферических наполнителей из оксида алюминия в 2023 году составит примерно 398 миллионов долларов США и, как ожидается, достигнет 68,5 миллиардов долларов США в 2029 году, а среднегодовой темп роста составит 9,5% в ближайшие несколько лет.
В число крупнейших производителей сферических глиноземных наполнителей во всем мире входят Denka Co., Ltd., Baitu High-tech, Yaduma, Showa Dko, Nippon Steel & Sumitomo Metal, Sibelco, Tianjin Zexi Minerals, Lianrui New Materials, Daehan Ceramics, One Shitong, Kaisheng Technology. , Dongkuk R&S, Yixin Mining Technology и Suzhou JiNY New Materials и т. д.
В настоящее время основные мировые производители расположены в основном в Японии, Южной Корее и Китае. По объему выпуска на долю Японии и Китая приходится более 80% доли рынка. С 2018 по 2021 год Япония будет основным регионом добычи со средней долей 50%. К 2023 году доля Китая в объеме производства превысит 45%. В ближайшие несколько лет Китай займет основную долю рынка.
С точки зрения типов продукции, 30-80 мкм в настоящее время является наиболее важным сегментированным продуктом, на который приходится около 46% доли рынка.
Что касается типа продукции, термоинтерфейсные материалы TIM в настоящее время являются основным источником спроса, на долю которого приходится около 49%. При использовании в качестве материалов термоинтерфейса сферические алюминиевые наполнители можно использовать в термопрокладках, термопастах, термогерметичном клее, термогеле и т. д.
В настоящее время спрос на сферический оксид алюминия обусловлен в основном фотоэлектрическими элементами, аккумуляторами для транспортных средств с новой энергией, связью 5G/высокотехнологичной электронной продукцией, упаковками для чипов и т. д. В то же время будущая тенденция развития сферического оксида алюминия в основном заключается в следующем: высокая чистота и низкая радиоактивность.
10 главных изменений после сверхтонкого измельчения порошковых материалов
Различные изменения, происходящие с измельченными материалами в процессе дробления, незначительны по сравнению с процессом грубого дробления, но для процесса сверхтонкого дробления это обусловлено такими причинами, как высокая интенсивность дробления, длительное время дробления и большие изменения свойств материала. , это кажется важным. Такое изменение кристаллической структуры и физико-химических свойств измельчаемого материала, вызванное сверхтонким механическим дроблением, называют механохимическим эффектом процесса дробления.
1. Изменения размера частиц
После сверхтонкого измельчения наиболее очевидным изменением в порошковом материале является уменьшение размера частиц. В зависимости от размера частиц ультрадисперсные порошки обычно делят на: микронный уровень (размер частиц 1 ~ 30 мкм), субмикронный уровень (размер частиц 1 ~ 0,1 мкм) и наноуровень (размер частиц 0,001 ~ 0,1 мкм).
2. Изменения кристаллической структуры.
В процессе сверхтонкого измельчения из-за сильной и продолжительной механической силы порошковый материал в различной степени подвергается искажению решетки, размер зерна становится меньше, структура становится неупорядоченной, на поверхности образуются аморфные или аморфные вещества и даже поликристаллическое преобразование. . Эти изменения можно обнаружить методами рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса и дифференциальной калориметрии.
3. Изменения химического состава.
Из-за сильной механической активации материалы при определенных обстоятельствах непосредственно подвергаются химическим реакциям в процессе сверхтонкого дробления. Типы реакций включают разложение, реакцию газ-твердое, жидкость-твердое, твердое-твердое и т. д.
4. Изменения растворимости
Такие как растворение порошкообразного кварца, кальцита, касситерита, корунда, боксита, хромита, магнетита, галенита, титаномагнетита, вулканического пепла, каолина и т. д. в неорганических кислотах после тонкого или сверхтонкого измельчения. Скорость и растворимость увеличиваются.
5. Изменение свойств спекания.
Различают два основных типа изменения термических свойств материалов, вызванных тонким или сверхтонким измельчением:
Во-первых, за счет повышенной дисперсности материалов облегчаются твердофазные реакции, снижается температура спекания изделий, а также улучшаются механические свойства изделий.
Во-вторых, изменения кристаллической структуры и аморфизация приводят к сдвигу температуры фазового перехода кристалла.
6. Изменение емкости катионного обмена.
Некоторые силикатные минералы, особенно некоторые глинистые минералы, такие как бентонит и каолин, имеют значительные изменения катионообменной емкости после тонкого или сверхтонкого измельчения.
7. Изменения характеристик гидратации и реакционной способности.
Тонкое измельчение позволяет улучшить реакционную способность материалов гидроксида кальция, что очень важно при приготовлении строительных материалов. Потому что эти материалы инертны или недостаточно активны для гидратации. Например, гидратационная активность вулканического пепла и его реакционная способность с гидроксидом кальция вначале почти равны нулю, но после тонкого измельчения в шаровой или вибрационной мельнице их можно улучшить почти до активности диатомита.
8. Электрические изменения
Тонкое или сверхтонкое измельчение также влияет на поверхностные электрические и диэлектрические свойства минералов. Например, после удара, измельчения и измельчения биотита его изоэлектрическая точка и поверхностный электрокинетический потенциал (дзета-потенциал) изменятся.
9. Изменения плотности
После измельчения природного цеолита (в основном состоящего из клиноптилолита, морденита и кварца) и синтетического цеолита (в основном морденита) в планетарной шаровой мельнице было обнаружено, что плотность этих двух цеолитов изменилась по-разному.
10. Изменение свойств глинистых суспензий и гидрогелей.
Мокрое измельчение повышает пластичность и прочность глины на изгиб в сухом состоянии. Напротив, при сухом шлифовании пластичность и прочность материала на сухой изгиб за короткий промежуток времени возрастают, но имеют тенденцию к снижению с увеличением времени шлифования.
Короче говоря, помимо свойств сырья, размера частиц сырья и времени дробления или активации, факторы, влияющие на механохимические изменения материалов, также включают тип оборудования, метод дробления, среду или атмосферу дробления, вспомогательные средства дробления и т. д. Необходимо обратить внимание на совокупное влияние этих факторов при изучении механохимии.