Получение активированного карбоната кальция из остатков кальциевых отходов и его влияние на свойства ПВХ
Как самый ранний промышленный термопласт, ПВХ обладает хорошими всесторонними механическими свойствами, отличной огнестойкостью и коррозионной стойкостью, но становится хрупким во время обработки и должен быть модифицирован после серии ударопрочности и закалки перед использованием. Добавление соответствующего количества карбоната кальция в процессе модификации ПВХ улучшает ударную вязкость, жесткость, прочность, термостойкость и другие показатели продукта, и в то же время значительно снижается стоимость применения ПВХ.
Прямое добавление необработанного карбоната кальция в качестве неорганического наполнителя в процессе модификации ПВХ вызывает региональную агломерацию. Продукт имеет плохую диспергируемость в системе ПВХ и слабое сродство к поверхности раздела, что не позволяет достичь ожидаемого улучшения. Следовательно, карбонат кальция должен быть органически модифицирован для устранения поверхностной потенциальной энергии карбоната кальция, повышения смачиваемости, диспергируемости, гидрофобности и липофильности карбоната кальция в матрице ПВХ и улучшения модифицирующего эффекта карбоната кальция на ПВХ.
Карбонат кальция был получен с использованием остатков промышленных отходов и отходящих газов в качестве сырья и модифицирован. Исследовано влияние модифицированного карбоната кальция на свойства ПВХ. Результаты показали, что:
(1) Используя остатки отходов на основе кальция (основной компонент CaO) и CO2, получаемые в промышленном производстве, в качестве сырья, лучший производственный процесс для получения карбоната кальция путем выщелачивания, удаления эмульсии, карбонизации и т. д.: температура 25 ℃, гидроксид кальция. содержит твердое вещество Массовая доля 10%, объемная доля СО2 99,9%, скорость перемешивания 400 об/мин.
(2) Карбонат кальция модифицируют стеаратом натрия, эффект модификации наилучший, когда количество модификатора составляет 3%, температура составляет 80°C, время реакции составляет 30 минут, а скорость перемешивания составляет 700 об/мин.
(3) Испытания на применение показывают, что модифицированный карбонат кальция может эффективно улучшать механические свойства изделий из ПВХ и снижать стоимость применения ПВХ.
Os materiais minerais são amplamente utilizados na biomedicina e têm uma longa história.
Минеральные материалы широко используются в биомедицине и имеют давнюю историю.
1. Кровоостанавливающий материал
Записи «Сборника Материа Медика»: Байшижи с каолином в качестве основного компонента могут быть использованы для поглощения токсических веществ, вяжущего и затвердевающего действия, остановки кровотечения и подавления секреции. В 2006 году американская компания Z-Medica разработала кровоостанавливающее средство на основе каолина под названием «марля для боевых ран», которое накладывается на специальные участки, где нельзя использовать жгуты. Он портативный, простой в использовании и эффективный, и имеет срок годности 5 лет.
Был успешно синтезирован новый тип композита оксид железа/наноглина каолина на основе природного гемостатического агента вместо охры для остановки кровотечения. Морфология оксида оказывает существенное влияние на его кровоостанавливающее действие.
Гемостатические свойства in vitro Quikclot, традиционного коммерческого гемостатического средства на основе цеолита, и слоистых силикатов сравнивали, и результаты показали, что слоистые силикаты (синтетический гидроталькит, серия монтмориллонита, каолинит) глинистых минералов не высвобождаются во время гемостаза in vitro. Тепло и обширные коагуляционные свойства, низкая цена, стабильность и нетоксичность могут быть использованы в качестве нового коагулянта для замены QC.
Гидротермальным методом синтезирован композитный губчатый гель графен-каолин (ГККС). Результаты эксперимента с повреждением артерии кролика показали, что время гемостаза комплекса составило 73±12 с, а гемостатическая эффективность значительно улучшилась. При практическом применении для гемостаза после тонзиллэктомии использовали марлю, пропитанную каолинитом, и у 84,8% больных был достигнут полный гемостаз через 5 минут, в то время как у пациентов с традиционной стандартной послеоперационной марлей гемостаз был только у 34,8% больных.
2. Нарконоситель
Каолин имеет простой состав и представляет собой типичный природный слоистый силикатный минерал в соотношении 1:1 с большим отношением диаметра к толщине, малым размером и хорошей биосовместимостью. Следовательно, каолин можно использовать в качестве носителя для загрузки и высвобождения лекарственного средства. Однако из-за его слабой ионообменной способности молекулы лекарственного средства могут адсорбироваться только на поверхности каолина, и им трудно проникнуть в промежуточный слой, а комбинация недостаточно плотная, и эффект загрузки лекарственным средством сильно страдает.
При использовании каолина после интеркаляции метанола в качестве носителя по сравнению с немодифицированным каолином после загрузки низкомолекулярным химиотерапевтическим препаратом 5-фторурацилом было обнаружено, что загрузка модифицированного каолина достигает 55,4%, что на 147,3% выше, чем немодифицированного каолина. . Это связано с тем, что прививка метоксигрупп между слоями каолина увеличивает расстояние между слоями каолина, создает новые активные центры для молекул лекарств и способствует проникновению лекарств в промежуточный слой.
3. Антибактериальный материал
Эпоксифлоксацин адсорбировался на поверхности каолинита, и максимальная величина адсорбции достигалась через 1 час. По сравнению с монтмориллонитом каолинит обладает более слабой ионообменной способностью, поэтому антибактериальное средство легче высвобождается и обладает лучшим бактерицидным действием. Путем измерения адсорбционной способности ЦПБ было обнаружено, что ЦПБ-каолинит обладает антибактериальной активностью, когда [ЦПБ] превышает значение ККМ. Когда нагрузка CPB на каолинит высока, общий заряд меняется с положительного на отрицательный, поэтому он обладает способностью адсорбировать и убивать бактерии. Поэтому каолин может быть хорошо использован для стерилизации, а при разработке органоглины как антибактериального средства количество ПАВ, закрепленного на глине, должно превышать значение ККМ.
4. Тканевая инженерия
Трехмерные каркасы из мезопористого биостекла (3D MBG) с мезопористой структурой и сильно взаимосвязанными макропористыми сетями считаются идеальными биоматериалами для применения в костной ткани. Однако присущая ему хрупкость и низкая механическая прочность серьезно влияют на его характеристики и клиническое применение.
Трехмерный каркас MBG с превосходной механической прочностью, способностью к минерализации и хорошей клеточной реакцией был успешно изготовлен с использованием каолина в качестве связующего и метода темплата из модифицированной полиуретановой пены (PU). Разработанный гибрид МБГ-хк имеет пористость 85%. С увеличением содержания каолина (5-20%) прочность на сжатие составляет 2,6-6,0 МПа, что примерно в 100 раз больше, чем у традиционных лесов MBG с полиуретановым шаблоном. После добавления каолина среда рН каркаса MBG-10K была более стабильной и идеальной, а способность к адсорбции белка была увеличена.
В будущем исследования структуры и механизма действия каолина станут более глубокими и микроскопическими, и каолин будет играть более важную роль в новых областях.
Каковы высокотехнологичные области применения пористого карбоната кальция?
Пористые материалы представляют собой класс материалов с особыми свойствами, как правило, с большой удельной поверхностью, хорошей термической стабильностью, химической стабильностью и биоразлагаемостью, а также подходящей скоростью разложения, что делает материал пригодным для использования во многих областях, таких как медицина, электроника и др. керамика. Он имеет широкое применение и является очень перспективным функциональным материалом.
1. Нарконоситель
Носители лекарств являются важной частью адресной доставки лекарств, особенно при лечении некоторых основных заболеваний (таких как рак, гипергликемия и др.). Вещество, выбранное в качестве носителя лекарственного средства, должно не только быть способным загружать достаточное количество лекарственного средства, не вступая с ним в реакцию, но и способным полностью высвобождать лекарственное средство в определенных условиях для проявления его эффективности, и в то же время сам носитель. должны быть нетоксичны и стабильны по своей природе и т. д. Требуют. Традиционные носители часто трудно разлагаются, токсичны или имеют небольшую пористость.
Использование пористого карбоната кальция в качестве носителя может не только эффективно решить вышеуказанные проблемы, но также может быть непосредственно использовано в качестве лекарственного средства для дополнения кальция, ингибирования желудочной кислоты и т.п. Поэтому в последние годы появляется все больше исследований по применению пористого карбоната кальция для доставки лекарств в стране и за рубежом.
2. Биокерамика
Карбонат кальция широко используется в биологии и медицине из-за его хорошей остеогенной и остеоиндуктивной активности, биосовместимости и деградируемости. Используя природные ресурсы с высоким содержанием карбоната кальция, такие как природный коралл, в качестве сырья, новая пористая керамика из карбоната кальция PCCC, полученная различными методами, такими как метод высаливания, может быть превращена в клеточные каркасы. Он использовался в качестве клеток костного мозга человека, культуры фибробластов in vitro, фибробластов десен и остеоцитов плода крысы. Клинически ортопедия, оральная и челюстно-лицевая хирургия используют PCCC для восстановления костных дефектов и достигли хороших результатов.
3. Переработка макулатуры
В то время как вся страна придает большое значение реформе предложения, защите окружающей среды также уделяется все больше внимания. В области охраны окружающей среды степень переработки макулатуры достигла беспрецедентного уровня. Потребление макулатуры в Азии составляет половину мирового потребления макулатуры, а ее потребление в 2015 году составило около 103 млн тонн, что намного превышает потребление в Европе и США. Однако с точки зрения ключевой технологии переработки макулатуры из-за позднего начала развития Китая и недостаточных инвестиций на ранней стадии технология является относительно отсталой, а область использования макулатуры узка.
4. Супергидрофобный поверхностный материал
Супергидрофобный материал, также известный как материал, имитирующий поверхность листьев лотоса, представляет собой специальный материал со стабильным контактным углом поверхности более 150° и контактным углом качения менее 10°. На приготовление супергидрофобных материалов в основном влияет их поверхность, поэтому это ключ к разработке супергидрофобных поверхностных материалов.
5. Биосенсоры
Биосенсоры представляют собой методы быстрого и следового анализа на молекулярном уровне веществ и имеют широкие перспективы применения в клинической диагностике, промышленном контроле, анализе пищевых продуктов и лекарств, охране окружающей среды и биотехнологических исследованиях.
6. Биологические микрокапсулы
Биологические микрокапсулы возникли в 1950-х годах, в основном инкапсулируя биологически активные вещества в микрокапсулы с избирательно проницаемыми мембранами, и являются основным техническим средством иммобилизации биологических веществ (клеток, ферментов и др.). Среди методов приготовления микрокапсул наиболее часто используется метод темплата, и обычно используемые шаблоны представляют собой все пористые материалы. В последние годы из-за сильного развития пористого карбоната кальция научные исследователи также применили его для приготовления биологических микрокапсул.
7. Другое
Пористый карбонат кальция не только используется в вышеупомянутых областях, но также имеет хорошие характеристики во многих других аспектах.
Промышленность искусственного кварцевого камня имеет широкие перспективы
Строительный декоративный камень можно разделить на две категории: натуральный камень и искусственный камень. Как разновидность искусственного камня типа смолы, искусственный кварцевый камень изготавливается из ненасыщенной полиэфирной смолы (UPR) в качестве связующего, кварцевого песка и кварцевого порошка в качестве основных наполнителей.
Искусственный кварцевый камень наследует характеристики природного гранита, который является твердым, устойчивым к коррозии, износостойким и красивым внешним видом, и преодолевает недостатки природного камня, такие как невозобновляемость, плохая устойчивость к пятнам и радиоактивность в некоторых типах. поэтому он широко используется в кухне, санитарном и традиционном архитектурном декоративном камне, имеет преимущества нулевого формальдегида, отсутствия излучения, умеренной твердости, хорошей устойчивости к пятнам, чистоты и защиты окружающей среды.
Искусственный кварцевый камень – новый вид строительно-отделочного материала, появившийся относительно поздно. В последние годы, благодаря совершенствованию производства и технологии изготовления, а также значительному улучшению возможностей дизайна и цветового оформления, доля рынка искусственного кварцевого камня значительно увеличилась. Согласно статистике Freedonia, с 1999 по 2016 год глобальные продажи искусственного кварцевого камня конечным потребителям росли с совокупным годовым темпом роста 17,9%, что было значительно выше, чем общий совокупный годовой темп роста поверхностных материалов на 4,9%. Материал поверхности образует определенную степень эффекта замещения.
Мировые ресурсы флюорита распределены неравномерно, а добыча за последние пять лет увеличилась.
Флюорит, также известный как флюорит, в основном состоит из фторида кальция. Атомы кальция координируются с восемью окружающими атомами фтора, а атомы фтора окружены четырьмя атомами кальция, образуя идеальный тетраэдр. Кристаллическая структура флюорита напрямую влияет на свойства его поверхности, влияет на действие химикатов и флюорита и связана с очисткой флюорита, с которым трудно обращаться. С точки зрения структуры флюорита в его кристаллической структуре есть «дыры», которые легко заполняются другими ионами, поэтому он имеет различные цвета, такие как зеленый, желтый, фиолетовый, белый, синий, черный и другие цвета.
Общие мировые запасы флюорита составляют 320 миллионов тонн, но распределение неравномерно: на Мексику, Китай, Южную Африку и Монголию приходится более половины запасов флюорита. Прежде всего, с точки зрения общего объема мировые запасы флюорита будут неуклонно расти с 2010 по 2022 год. Согласно данным о мировых запасах флюорита, опубликованным Геологической службой США в 2022 году, к концу года общие мировые запасы флюорита составят 320 миллионов тонн. 2021 г. (эквивалентно фториду. Во-вторых, с точки зрения распределения ресурсы флюорита в основном распределены в Мексике, Китае, Южной Африке и Монголии. К концу 2021 г. его запасы флюорита составят 68 млн тонн, 42 млн тонн, 41 млн тонн и 22 млн тонн соответственно, что составляет 21,25 %, 13,13 %, 12,81 % и 6,88 % соответственно, однако в США, Европейском Союзе, Японии, Южной Корее и Индии их почти не ресурсы и запасы флюорита Во всем мире флюорит распространен структурно скудно.
За последние пять лет мировое производство флюорита увеличивалось из года в год. Китай, Мексика и Монголия занимают третье место в мире по производству флюорита, на долю которого приходится более 80%. Во-первых, с точки зрения производства, мировое производство флюорита неуклонно росло в течение последних пяти лет. Согласно данным о мировом производстве флюорита, опубликованным Геологической службой США в 2022 году, к концу 2021 года общее производство флюорита в мире составит 8,6 млн тонн; Посмотрите, в 2021 году Китай, Мексика и Монголия станут крупнейшими в мире производителями плавикового шпата, их производство составит 5,4 млн тонн, 990 000 тонн и 800 000 тонн соответственно, что составит 63%, 11% и 9% мирового плавикового шпата. производства соответственно. %, тогда как Германия, Иран, Пакистан, США и другие страны производят меньше флюорита. Во всем мире наблюдается структурный дисбаланс в производстве флюорита.
Флюорит широко используется в информационных технологиях, новой энергетике, высокотехнологичном производстве и других областях и занимает незаменимое стратегическое положение. В области информационных технологий фтористый водород и фторсодержащие специальные газы являются чистящими средствами и травильными газами для интегральных схем, полупроводников и т. д.; в области новой энергетики флюорит используется в производстве катодных материалов и электролитов для литиевых аккумуляторов, а также используется для обогащения и очистки урана. Необходимое сырье; в области новых материалов, флюоритовый гель кремнезема продукта ниже по течению используется в герметичной герметизации транспортных средств, а высокоэффективные фторсодержащие материалы используются в ключевых областях, таких как аэрокосмическая и фотоэлектрическая энергетика; Кроме того, флюорит также используется в биологических областях. Высокотехнологичное производство, энергосбережение и защита окружающей среды являются исходным сырьем для многих высокотехнологичных отраслей и имеют незаменимое стратегическое положение.
Влияние модификации гидроксида алюминия на свойства натурального каучука
Антипирен на основе гидроксида алюминия играет важную роль в области полимерных антипиренов благодаря своим преимуществам подавления дыма, огнестойкости, нетоксичности, нелетучести и низкой цене, а его дозировка намного опережает другие антипирены.
Ультрадисперсный гидроксид алюминия представляет собой продукт с правильной кристаллической структурой, полученный в результате специального производственного процесса. Он имеет преимущества высокой чистоты, небольшого размера частиц, хорошей кристаллической формы, низкой поверхностной активности и небольшой удельной поверхности. Он может быть заполнен в больших количествах резиной и пластиком. Применимо ко всем видам технологии обработки.
Принцип его огнестойкости заключается в том, что в процессе термического разложения выделяется большое количество кристаллической воды. Поскольку испарение кристаллической воды должно поглощать много тепла, оно играет роль охлаждения полимерного материала; образующийся водяной пар может разбавлять горючий газ и препятствовать распространению горения; новый Образовавшиеся оксиды металлов обладают высокой активностью и могут адсорбировать твердые частицы и играть роль в подавлении дыма. Кроме того, оксиды металлов, покрывающие поверхность полимерного материала, могут способствовать образованию углерода на поверхности подложки и препятствовать распространению пламени.
Однако из-за чрезвычайно сильной полярности и гидрофильности неорганических антипиренов на основе гидроксида алюминия он плохо совместим с неполярными полимерными материалами. Чтобы улучшить совместимость между гидроксидом алюминия и полимерами, обычно необходимо. Для обработки поверхности одним из наиболее эффективных методов является использование связующего агента для обработки поверхности гидроксида алюминия.
Используя натуральный каучук в качестве основного материала, было изучено влияние сверхтонкой обработки поверхности гидроксидом алюминия на механические свойства и огнезащитные свойства вулканизированной резины до и после обработки поверхности. Результаты показывают, что:
(1) Когда сверхтонкий гидроксид алюминия огнезащитный натуральный каучук, механические свойства явно ухудшаются с увеличением количества добавки. Когда количество добавки достигает 150 частей, антипирен достигает уровня FV0, кислородный индекс достигает 29%, а образование дыма невелико. В условиях низкого дыма и низкого содержания галогенов его можно правильно рассматривать как синергетический эффект с небольшим количеством антипиренов на основе галогенов для улучшения механических свойств.
(2) Модификация поверхности ультрадисперсного гидроксида алюминия с помощью силанового связующего агента может эффективно улучшить совместимость между гидроксидом алюминия и натуральным каучуком, улучшить производительность обработки и механические свойства вулканизата, а огнестойкие характеристики изменятся относительно. Маленький. Когда количество добавленного силанового связующего агента составляло 1,5% от массы гидроксида алюминия, рабочие характеристики улучшались больше всего.
(3) В этой системе формул в определенном диапазоне кислородный индекс вулканизата увеличивается примерно на 2 единицы на каждые 30 частей добавляемого высокодисперсного гидроксида алюминия.
Развитие, технологическое состояние и будущие тенденции развития индустрии модифицированных пластмасс
Из-за быстрого развития индустрии пластмасс маточная смесь наполнителя больше не используется в качестве единственного наполнителя. Люди используют более продвинутые процессы из методов производства открытого рафинирования и банберинга, добавляя неорганические материалы, химические добавки и другие материалы. Их соответствующие характеристики и общие черты, а затем использование двухшнековых экструдеров и трехшнековых экструдеров для смешивания и экструзии стало для людей важным способом и методом улучшения особых свойств пластмассовых изделий. Модификация пластиковой пломбы является самой быстрорастущей в последние годы. Новая отрасль в индустрии пластмасс.
1. Применение 8 основных модифицированных пластиков на вторичном рынке.
Автомобильная промышленность; Промышленность бытовой техники; Электронная и электротехническая промышленность; Машиностроение и оборудование; Железнодорожный/военный/медицинский/аэрокосмический.
2. Пять типов методов пластической модификации
(1) Модифицированное наполнение
Основной целью розлива красителей является снижение себестоимости продукции. Большинство из них производятся с использованием неорганического порошка или промышленных отходов с низкой ценой и широкими источниками в качестве наполнителя с добавлением соответствующего количества добавок и синтетической смолы.
(2) Модифицированная маточная смесь
Модифицированный суперконцентрат – это новый модифицированный материал, разработанный на основе суперконцентрата наполнителя. Добавьте в смолу неорганические материалы, такие как стекловолокно, тальк, слюда, волластонит, сульфат бария, каолин, или добавьте синтетические смолы или вспомогательные вещества со специальными свойствами во время обработки, такие как: агент против старения, антиоксидант, агент против старения Эти композиты материалы воспроизводят функциональные характеристики различных материалов при применении.
(3) Функциональная модификация
В пластик добавляются различные материалы, такие как графен, силиконовый порошок, редкоземельные элементы, гидроксид магния, мелкий металлический порошок (серебро, медь, цинк и т. д.), а индекс продукта улучшается за счет технологии модификации, а также огнестойкости, старения Сопротивление, сопротивление Физические свойства, такие как высокая и низкая температура, были улучшены, а также могут быть реализованы специальные свойства, такие как электропроводность, антибактериальные свойства, изоляция и армирование, и они заняли место на рынке основных прочных пластиковых изделий.
(4) Многокомпонентная модификация соединения
Многокомпонентная композитная модификация в основном объединяет пластмассы с одним или несколькими неорганическими материалами, полимерными материалами, химическими добавками и т. Д. Путем смешивания, прививки, блочных и других форм для «легирования» пластмасс. Свойства каждого компонента дополняют друг друга, образуя пластиковый материал с множеством превосходных свойств, чтобы достичь цели повышения производительности и многофункциональности.
(5) Специальная модификация
В специальные пластики добавляются различные функциональные материалы или добавки, так что дорогие специальные пластики не только сохраняют исходные характеристики, но и имеют специальные функции, подходящие для рыночного применения различных продуктов.
3. Три новых направления в развитии модифицированных пластиков
(1) Наноразмерные неорганические материалы
Неорганические материалы широко используются в пластмассах. Функции неорганических материалов постепенно выявляются благодаря ультрамелкому размеру частиц. Пластмассы, модифицированные неорганическими нанопорошками, обладают многими уникальными свойствами, что открывает новые возможности для развития индустрии пластмасс.
(2) Высокоэффективные химические добавки
Разработка новых высокоэффективных добавок стала важным направлением развития модифицированных пластиков. Добавки, используемые в модифицированных пластмассах, в дополнение к тем, которые обычно используются в переработке пластмасс, такие как термостабилизаторы, пластификаторы, поглотители УФ-излучения, зародышеобразователи, антистатические вещества. Помимо диспергаторов и антипиренов, высокоэффективные и многофункциональные функциональные добавки такие как закалка, огнестойкость, синергизм и совместимость со сплавами (совместимость интерфейса) также имеют решающее значение для модифицированных пластиков.
(3) Защита окружающей среды модифицированных пластиков
С повышением осведомленности людей об охране окружающей среды и все более строгими экологическими нормами концепции защиты окружающей среды, такие как возобновляемое использование пластмасс, усвояемость окружающей средой, биоразлагаемость, нетоксичность, отсутствие запаха и загрязнения, были интегрированы в дизайн и производство модифицированных пластиков. При этом внимание следует уделять сохранению и рациональному использованию энергетических ресурсов, а исследования и разработки экологически чистых, полностью разлагаемых, пригодных для повторного использования и экологически чистых модифицированных пластмассовых изделий стали новой горячей точкой.
Технология приготовления глинистого минерально-органического полимерного композиционного бактерицидного материала
Среди новых бактерицидных материалов на основе глинистых минералов сами глинистые минералы в основном используются в качестве носителей для загрузки бактерицидных веществ (таких как металлы, оксиды металлов, органические вещества), и их бактерицидная способность пока ограничена. Для получения модифицированных глинистых минералов используются различные методы, а композиты, изготовленные из глинистых минералов и других материалов, могут быть использованы в качестве новых бактерицидных материалов для оказания бактерицидного действия на различные бактерии.
Глинистые минералы могут повышать бактерицидную способность с помощью различных методов модификации (включая термическую модификацию, кислотную модификацию, неорганическую модификацию металлов или оксидов металлов, органическую модификацию и композиционную модификацию и т. д.). Увеличивается площадь поверхности, улучшается минеральная пористость и дисперсность, улучшается общая термическая стабильность и механическая прочность материала. Глинистые минералы, используемые для модификации и приготовления бактерицидных материалов, в основном представляют собой монтмориллонит, каолинит, галлуазит и вермикулит. широко используется благодаря своей адсорбционной способности.
Под приготовлением глинистых минералов-органополимерных бактерицидных материалов обычно понимают добавление органически модифицированных глинистых минералов в органополимерную матрицу для усиления физико-химических свойств и бактерицидной активности материалов. Такие материалы в основном используются для изготовления антибактериальных хлопчатобумажных салфеток, ватных дисков и пленок из нановолокна. и т. д., глинистые минералы используются в качестве наполнителей в композитах для повышения термической и механической стабильности наноматериалов, а глинистые минералы обычно находятся в наномасштабе.
Ввиду плохой совместимости глинистых минералов с органическими молекулами для модификации глинистых минералов часто используют органические соединения, чтобы повысить дисперсность глинистых минералов в органических растворителях и обеспечить высокую совместимость последующих органических соединений с модифицированными глинистыми минералами. секс. Органическая модификация часто использует анионные и катионные поверхностно-активные вещества (наиболее распространены соли четвертичного аммония и гибридные соединения), изменяя поверхностные свойства глины (изменение поверхностных электрических свойств и поверхностной гидрофобности) или вводя органические вещества в прослойку (увеличивая прослойка). домены и становятся гидрофобными между слоями) для достижения модификации. Используемая органическая полимерная матрица в основном включает полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат, полиуретан, полистирол, полиамид, полиолефин и т.п. Биополимеры, такие как целлюлоза, крахмал, пластмассы, полученные из кукурузы, полимолочная кислота и т. д., привлекли внимание из-за их экологичности и возобновляемости.
Благодаря высокой совместимости органомодифицированных глин и полимеров органомодифицированные глины стали идеальными материалами для улучшения свойств полимерных матриц и широко используются в качестве прекурсоров для бактерицидных материалов. На свойства композиционных бактерицидных материалов влияет размерная шкала различных компонентов и степень смешивания между несколькими фазами. В процессе приготовления обычно образуются три типа интеркалированных композиционных материалов, глинисто-расслоенных композиционных материалов и флоккулированных композиционных материалов.
В интеркалированных нанокомпозитах фрагменты полимерной цепи регулярно вставляются между слоями глины. В эксфолиированных нанокомпозитах отдельные слои структурных единиц глины относительно равномерно разделены в непрерывной полимерной матрице, а слои структурных единиц глины полностью расслоены в полимерной матрице. Флокулированный нанокомпозит относится к явлению «флокуляции», аналогичному взаимодействию гидроксилированных краев между слоями структурных единиц глинистого минерала, межслоевая область уменьшается, а полимер и глинисто-минеральная фаза в определенной степени разделяются.
Изучение бактерицидной активности нанокомпозитов монтмориллонит-хитозан, содержащих медь. Синтез композита осуществляется методом ионного обмена путем помещения монтмориллонита в среду, содержащую сульфат меди. Уровень летальности бактерицидного материала для кишечной палочки достигает 99,98%, и все золотистые стафилококки погибли после обработки материалом.
Применение и рыночные перспективы кремнезема в пищевой и косметической промышленности
Силикагель — это безопасная и экологически чистая ежедневная химическая добавка, обладающая лучшими характеристиками в высокотехнологичных приложениях. Например, в качестве силикагеля в пиве в продуктах питания для улучшения вкуса и в качестве средства против слеживания в косметике он безвреден для окружающей среды.
Регулирующие органы в разных странах сертифицировали диоксид кремния как безопасную и безвредную добавку. Регулирующие органы в Европе, Соединенных Штатах и Организации Объединенных Наций одобрили диоксид кремния в качестве добавки для использования в пищевых продуктах и других областях. Исследование, проведенное в 2006 году Европейским центром экотоксикологии и токсикологии химических веществ (ECETOC), показало, что вдыхание человеком диоксида кремния через рот, кожу или глаза практически нетоксично и не оказывает существенного влияния на качество окружающей среды.
1. Применение и замена кремнезема в пищевой промышленности
Силикагель обладает превосходными свойствами: нетоксичностью, безвредностью, стабильностью и большой удельной поверхностью, что точно соответствует характеристикам пищевых антислеживающих агентов и адсорбентов, а также является более качественным и эффективным, чем оригинальные продукты.
В области поваренной соли диоксид кремния не только нетоксичен, но также обладает высокой устойчивостью к слеживанию, что превосходит ферроцианид калия и цитрат железа-аммония, и может использоваться в качестве зеленого и здорового средства против слеживания в таблице. солевые продукты. .
В области напитков, таких как пиво и фруктовые соки, кремнезем может агглютинировать мутные вещества и оказывает осветляющее действие. Он может эффективно удалять мутные белки из пива, не влияя на качество пивных продуктов, а потери пива во всем процессе очень малы. По сравнению с другими фильтрующими добавками он имеет преимущества меньшей дозировки и лучшего эффекта и широко используется в пивной промышленности в качестве нового типа экологически чистого адсорбента.
В области пищевого масла добавление меньшего количества кремнезема может значительно уменьшить количество используемой активированной глины, избежать слишком светлого цвета пищевого масла, не только может получить подсолнечное масло более высокого качества, но и помочь предприятиям сэкономить производственные затраты.
2. Применение и замена кремнезема в области косметики.
Пластиковые микрогранулы были запрещены к производству из-за экологических проблем, а кремнезем широко используется в качестве превосходного ингредиента в косметике. Силикагель является ингредиентом продуктов личной гигиены, таких как косметика и солнцезащитные кремы, GRAS (общепризнанный безопасным), а его сферические, малый размер частиц и пористые свойства делают его средством, препятствующим слеживанию в косметической области. А загуститель может улучшить стабильность при хранении. и дисперсия порошковых продуктов, широко используется, например, для дозирования губной помады и косметических пигментов, чтобы помочь улучшить свойства свободного растекания отбеливателя для волос и свойства покрытия лаком для ногтей.
3. Взрывной рост высокотехнологичных ежедневных химических применений диоксида кремния
Силиконовый каучук не имеет запаха и не токсичен, подходит для широкого диапазона рабочих температур, обладает хорошей изоляцией, стойкостью к окислению, светостойкостью, устойчивостью к плесени и химической стабильностью. С улучшением требований людей к качеству жизни он широко используется в ежедневном потреблении химических веществ, таких как средства по уходу за детьми. середина.
Сферы продуктов питания и косметики относительно разбросаны, а потенциальное пространство для модернизации потребления огромно. Мировой спрос на кремнезем, используемый в продуктах питания и косметике, может достигать 100 000 тонн.
Тенденция элитного пива в продуктах питания находится на подъеме, цены на продукцию постоянно растут, соответственно растут и требования потребителей к качеству и вкусу продукции. По данным японской компании Kirin Holdings (Kirin), мировое производство пива в 2018 году достигло 191,06 млрд литров. По силикагелю пива предполагается добавка 0,03%-0,06%, а мировая потребность составляет 60 000–120 000 тонн.
6 типов антипиренов, обычно используемых в полипропилене
Являясь одним из пяти пластиков общего назначения, полипропилен (ПП) широко используется во всех сферах жизни. Однако горючие характеристики полипропилена также ограничивают область его применения и препятствуют дальнейшему развитию полипропиленовых материалов. Поэтому огнестойкость модификации ПП всегда была в центре внимания.
Антипирен – это усилитель для полимерных синтетических материалов. Использование антипиренов может быть использовано для огнестойких полимерных материалов, чтобы избежать возгорания материала и предотвратить распространение огня, а также способствовать тому, чтобы синтетические материалы обладали дымоподавлением, самозатуханием и огнестойкостью. В настоящее время обычно используемые антипирены для полипропилена в основном включают антипирены на основе гидроксида металла, антипирены на основе бора, антипирены на основе кремния, антипирены на основе фосфора, антипирены на основе азота и вспучивающиеся антипирены.
1. Огнестойкий гидроксид металла
Активированный уголь в антипирене на основе гидроксида металла имеет большую удельную площадь поверхности и богат функциональными группами, которые могут хорошо сочетаться с гидроксильными группами на частицах гидроксида натрия-магния, эффективно ослабляя полярность поверхности гидроксида магния и уменьшая его появление. . Возможность агломерации улучшает совместимость гидроксида натрия-магния с полипропиленовой матрицей, благодаря чему повышаются огнезащитные свойства материала.
2. Борный антипирен
В композите ПП/БН@МГО, благодаря структуре покрытия и алкилированной модификации антипирена БН@МГО, эффективность прививки его алкильной цепи высока, а на поверхности наполнителя возможно обогащение углеродными элементами, что значительно повышает Сродство антипирена BN@MGO и полипропиленовой массы позволяет ему равномерно распределяться в полипропиленовой матрице.
3. Кремниевый антипирен
ГНЦ-Si в антипиренах на основе кремния может сохранять первоначальную трубчатую структуру в диапазоне высоких температур, а также может скручиваться с термически разлагаемой цепочкой ПП с образованием «волокнистого» плотного углеродного слоя, который эффективно ингибирует горение ПП. Тепло-, массо- и дымоперенос.
4. Антипирен фосфора
В антипиренах на основе фосфора сорбит имеет большое количество гидроксильных групп, из-за чего легко образует науглероженный слой при горении, тогда как полифосфат аммония разлагается при нагревании с образованием соединений фосфорной кислоты, что еще больше усиливает карбонизацию сорбита и образование углеродного слоя задерживается. Распространение тепла и изоляция кислорода улучшают огнезащитные свойства материала.
5. Антипирен азота
МПП будет выделять негорючие газы (в том числе NH3, NO и H2O) и некоторые фосфорсодержащие вещества при горении, тогда как АП может выделять газы фосфат алюминия Al2(HPO4)3 и фосфин (PH3) при высоких температурах, эти газы не только могут разбавлять легковоспламеняющиеся газы в воздухе, а также может выступать в качестве газового щита на поверхности материала, тем самым уменьшая горение.
6. Вспучивающийся антипирен
NiCo2O4 обладает такими преимуществами, как контролируемая морфология, большая удельная поверхность, множество активных центров, а также простые и разнообразные методы получения. Как соединение на основе никеля, NiCo2O4 обладает отличной каталитической способностью к углероду, которая не только уменьшает количество продуктов сгорания, но и улучшает огнестойкость.