การประยุกต์ใช้และความก้าวหน้าในการวิจัยสารหน่วงการติดไฟของไฮดรอกไซด์ในโพลิเอทิลีน
โพลิเอทิลีน (PE) เป็นเทอร์โมพลาสติกเรซินที่ได้จากการทำพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์เอทิลีน มีความต้านทานความหนาวเย็นที่ดี ความแข็งแรงทางกลที่ดีและคุณสมบัติไดอิเล็กทริก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสายเคเบิล ฟิล์ม ท่อ บรรจุภัณฑ์ ภาชนะบรรจุ เครื่องใช้ทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ แต่ค่าดัชนี PE ออกซิเจนอยู่ที่ 17.4% ซึ่งเป็นวัสดุที่ติดไฟได้ วัสดุ PE มีความเร็วในการเผาไหม้ที่รวดเร็ว ความร้อน/ควันจำนวนมาก และง่ายต่อการละลายและหยดเมื่อเผาไหม้ ซึ่งเป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินอย่างมาก และจำกัดการใช้และการพัฒนาโพลิเอทิลีน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนสารหน่วงไฟ
สารหน่วงไฟของโลหะไฮดรอกไซด์ส่วนใหญ่เป็นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ สารหน่วงการติดไฟของแมกนีเซียม-อะลูมิเนียมมีความเสถียรที่ดี ไม่เป็นพิษ และทำให้เกิดควันต่ำ ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ไอน้ำจะถูกปล่อยออกมาเพื่อเจือจางก๊าซที่ติดไฟได้ นำความร้อนส่วนหนึ่งออกไป ยับยั้งการเผาไหม้ และสร้างผลการหน่วงไฟ สารหน่วงไฟอลูมิเนียมแมกนีเซียมสามารถยืดเวลาการเผาไหม้และลดอัตราการปล่อยความร้อน ความเข้ากันได้ของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์กับ PE นั้นไม่ดีและประสิทธิภาพการหน่วงไฟต่ำ จำเป็นต้องมีการเพิ่มจำนวนมากเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟ และการเติมจำนวนมากจะลดการประมวลผลของวัสดุคอมโพสิต เพศและคุณสมบัติทางกล
แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ถูกดัดแปลงพื้นผิวด้วยโซเดียมสเตียเรตและโพลีเอทิลีนไกลคอลเป็นตัวดัดแปลง และเตรียมคอมโพสิตทนไฟโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มปริมาณแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ดัดแปลงเป็น 30% ความต้านทานแรงดึงของวัสดุคอมโพสิต HDPE/แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์คือ 12.3MPa แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เข้ากันได้ดีกับ HDPE และดัชนีออกซิเจนที่ จำกัด เพิ่มขึ้นเป็น 24.6% ประสิทธิภาพการหน่วงไฟดีขึ้นน้อยลง
ไฮดรอกไซด์สองชั้นจะปล่อย CO2 และ H2O เมื่อสลายตัว เจือจาง และปิดกั้นออกซิเจน ทำให้มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้ดี และสามารถแทนที่สารหน่วงการติดไฟที่มีฮาโลเจนและฟอสฟอรัส
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์/Mg-Fe-LDH/HDPE คอมโพสิตทนไฟถูกเตรียมด้วยอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และแมกนีเซียมไอรอนดับเบิ้ลไฮดรอกไซด์ที่ผลิตเอง (Mg-FeLDH) เป็นสารหน่วงไฟ การศึกษาพบว่าอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ Mg-Fe-LDH สามารถยับยั้งการปล่อย CO และการปล่อยความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการเผาไหม้ของวัสดุคอมโพสิต (HDPE1, HDPE2, HDPE3) ทำให้ HDPE ติดไฟได้ยาก เมื่อปริมาณสารหน่วงการติดไฟทั้งหมดอยู่ที่ 40% (2% ของ Mg-Fe-LDH, HDPE2) คอมโพสิต HDPE จะมีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟที่ดี
คอมโพสิต HDPE ถูกเตรียมด้วยอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ เวอร์มิคูไลต์แบบขยาย และแอนติโมนีไตรออกไซด์เป็นสารหน่วงไฟ จากการศึกษาพบว่าเมื่ออัตราส่วนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์/เวอร์มิคูไลต์ที่ขยายตัวเท่ากับ 3:2 สมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตจะดีกว่า และประสิทธิภาพในการปราบปรามควันและสารหน่วงไฟถึงระดับ FV-0 เมื่อปริมาณรวมของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และเวอร์มิคูไลต์แบบขยายตัวเป็น 50% ดัชนีออกซิเจนที่จำกัดก่อนจะเพิ่มขึ้นแล้วจึงลดลงตามการเพิ่มขึ้นของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ และอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดคือ 3∶2
ศึกษาผลของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์และซิงค์บอเรตต่อคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของพอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นและเอทิลเอทิลอะคริเลตโคพอลิเมอร์ พบว่าเมื่อเพิ่มอัตราส่วนของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์และซิงค์บอเรต ประสิทธิภาพของวัสดุหน่วงการติดไฟของวัสดุคอมโพสิตก็ดีขึ้น เมื่อเติมแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็น 65% ประสิทธิภาพการหน่วงไฟจะดีที่สุด โดยถึงระดับ UL94V-0
ศึกษาผลของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ต่อคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น เมื่อปริมาณแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ถึง 70% ดัชนีออกซิเจนที่จำกัดจะสูงถึง 31.4% ซึ่งสูงกว่าวัสดุบริสุทธิ์ประมาณ 71% และการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งถึงระดับ V-0
สารหน่วงไฟของโลหะไฮดรอกไซด์มีความปลอดภัย เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และราคาไม่แพง เมื่อใช้เพียงอย่างเดียว ผลของสารหน่วงไฟจะไม่ดี และจำเป็นต้องมีการเติมจำนวนมากเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงไฟของวัสดุ แต่เมื่อเพิ่มจำนวนมาก สมบัติทางกลจะลดลง ดังนั้นจึงเป็นทิศทางการวิจัยของสารหน่วงการติดไฟของไฮดรอกไซด์เพื่อศึกษาการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและใช้ร่วมกับสารหน่วงการติดไฟของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟและลดปริมาณการเติม
วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์?
นาโนซิงค์ออกไซด์เป็นสารเคมีอนินทรีย์ชั้นดีที่ใช้งานได้รูปแบบใหม่ เนื่องจากอนุภาคมีขนาดเล็กและพื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่ จึงมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ในด้านเคมี การมองเห็น ชีวภาพและไฟฟ้า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสารเติมแต่งต้านเชื้อแบคทีเรีย ตัวเร่งปฏิกิริยา ยาง สีย้อม หมึกพิมพ์ สารเคลือบ แก้ว เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และเคมีภัณฑ์รายวัน ฯลฯ การพัฒนาและการใช้ประโยชน์ของกลุ่มเป้าหมายในวงกว้าง
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และพลังงานพื้นผิวจำเพาะของนาโนซิงค์ออกไซด์ ขั้วของพื้นผิวจึงแข็งแรง และจับตัวเป็นก้อนได้ง่าย มันไม่ง่ายที่จะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในสื่ออินทรีย์ ซึ่งจำกัดผลกระทบของนาโนอย่างมาก ดังนั้นการกระจายตัวและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงนาโนซิงค์ออกไซด์จึงกลายเป็นวิธีการรักษาที่จำเป็นก่อนที่จะใช้วัสดุนาโนในเมทริกซ์
1. การดัดแปลงการเคลือบพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์
เป็นวิธีการดัดแปลงพื้นผิวหลักของสารตัวเติมหรือเม็ดสีอนินทรีย์ในปัจจุบัน สารลดแรงตึงผิวถูกใช้เพื่อปกปิดพื้นผิวของอนุภาคเพื่อให้คุณสมบัติใหม่กับพื้นผิวของอนุภาค สารปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สารคัปปลิ้งไซเลน สารคัปปลิ้งไททาเนต กรดสเตียริก ซิลิโคน ฯลฯ
วัง Guohong et al. ใช้โซเดียมลอเรตเพื่อปรับพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์ ภายใต้เงื่อนไขที่ปริมาณโซเดียมซิเตรตเท่ากับ 15% ค่า pH เท่ากับ 6 และเวลาในการปรับเปลี่ยนคือ 1.5 ชม. ความเป็นไลโปฟิลิซิตี้ของนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ดัดแปลงได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ระดับเคมีถึง 79.2% และสามารถกระจายตัวได้ดีในเมทานอลและไซลีน จ้วงเถา et al. ใช้ไททาเนตคัปปลิ้งเอเจนต์เพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์ เมื่อปริมาณไททาเนตเท่ากับ 3% อุณหภูมิอยู่ที่ 30°C และเวลาในการกวนคือ 90 นาที ดัชนีการกระตุ้นของนาโน-ซิงค์ออกไซด์อาจสูงถึง 99.83% เมื่อนำนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ดัดแปลงมาใช้กับยางธรรมชาติ ทั้ง tst และ t90 ของยางจะถูกยืดออก และเพิ่มความต้านทานแรงดึง การยืดตัวที่จุดขาด และความยืดหยุ่นในการดัดงอทั้งหมด
2. การดัดแปลงทางกลเคมีของนาโนซิงค์ออกไซด์
นี่เป็นวิธีการใช้การบดอัด การเสียดสี และวิธีการอื่นๆ เพื่อกระตุ้นพื้นผิวอนุภาคด้วยความเค้นเชิงกลเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างผลึกของพื้นผิวและโครงสร้างทางเคมีกายภาพ ในวิธีนี้ โครงตาข่ายโมเลกุลถูกแทนที่ พลังงานภายในเพิ่มขึ้น และพื้นผิวผงแบบแอคทีฟจะทำปฏิกิริยาและยึดติดกับสารอื่นๆ ภายใต้การกระทำของแรงภายนอก เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
โมเลกุลของกรดสเตียริกถูกพันธะทางเคมีบนพื้นผิวของซิงค์ออกไซด์ โครงสร้างผลึกของซิงค์ออกไซด์ก่อนและหลังการดัดแปลงจะเหมือนกัน การรวมตัวกันของอนุภาคจะลดลง และขนาดอนุภาคทุติยภูมิจะลดลงอย่างมาก โดยการวัดดัชนีการกระตุ้นและความเป็นไลโปฟิลิซิตี้ของตัวอย่างที่ดัดแปลงแล้ว ปริมาณตัวดัดแปลงที่เหมาะสมที่สุดคือ 10% ของมวลของซิงค์ออกไซด์ พื้นผิวของซิงค์ออกไซด์เป็นแบบไลโปฟิลิกและไม่ชอบน้ำ และมีประสิทธิภาพการกระจายตัวที่ดีในตัวทำละลายอินทรีย์
3. การปรับเปลี่ยนปฏิกิริยาการตกตะกอนของนาโนซิงค์ออกไซด์
วิธีนี้ใช้สารอินทรีย์หรืออนินทรีย์เพื่อสะสมชั้นเคลือบบนพื้นผิวของอนุภาคเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิว
ในปัจจุบัน มีการค้นพบความก้าวหน้าบางอย่างในเทคโนโลยีการเตรียมนาโนซิงค์ออกไซด์ และมีการก่อตั้งผู้ผลิตอุตสาหกรรมหลายรายในประเทศจีน อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิวและเทคโนโลยีการใช้งานของนาโนซิงค์ออกไซด์ยังไม่ได้รับความสนใจมากนัก และการพัฒนาขอบเขตการใช้งานก็ถูกจำกัดอย่างมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับการดัดแปลงพื้นผิวและการใช้ผลิตภัณฑ์นาโนซิงค์ออกไซด์ พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง และขยายขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์เพื่อตอบสนองความต้องการผลิตภัณฑ์นาโนซิงค์ออกไซด์ในด้านต่างๆ
สี่เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนที่สำคัญของ hydrotalcite
Hydrotalcite (Layered Double Hydroxides, LDHs) เป็นวัสดุที่ทำหน้าที่เป็นตัวพาสารอนินทรีย์ที่เป็นชั้น แอนไอออนของ interlayer สามารถแลกเปลี่ยนได้ และปริมาณและประเภทสามารถปรับกลยุทธ์ได้ตามความต้องการที่แท้จริง ลักษณะการเสียสภาพที่ปรับได้ขององค์ประกอบและโครงสร้างของ LDH นี้ทำให้พวกเขาเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีศักยภาพในการวิจัยและมีแนวโน้มในการประยุกต์ใช้ในด้านตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรม โฟโตอิเล็กโตรเคมี การปล่อยยา การดัดแปลงพลาสติก และการบำบัดน้ำเสีย
เนื่องจาก LDH เป็นสารอนินทรีย์ที่ชอบน้ำสูง และระยะห่างระหว่างชั้นของโครงสร้าง lamellar มีขนาดเล็ก ความเข้ากันได้กับโพลีเมอร์จึงไม่ดี และการกระจายตัวในระดับนาโนของ LDH นั้นทำได้ไม่ง่าย นอกจากนี้ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนของแอนไอออนระหว่างเลเยอร์ LDH ทำให้ LDH ที่แก้ไขมีคุณสมบัติการทำงานเฉพาะ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแก้ไข LDH เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของส่วนต่อประสานและขยายช่วงการใช้งาน
มีวิธีการดัดแปลงมากมายสำหรับ LDH และสามารถเลือกวิธีการที่เหมาะสมตามคุณสมบัติที่ต้องการและการใช้งานของวัสดุสังเคราะห์ วิธีการที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ วิธีการตกตะกอนร่วม วิธีการสังเคราะห์ด้วยความร้อนใต้พิภพ วิธีแลกเปลี่ยนไอออน และวิธีการนำกลับคืนจากการคั่ว
1. วิธีการตกตะกอนร่วม
การตกตะกอนร่วมเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการสังเคราะห์ LDH เพิ่มสารละลายในน้ำผสมที่มีสัดส่วนของไอออนบวกของโลหะสองส่วนและไตรวาเลนต์ลงในสารละลายอัลคาไลน์ ควบคุมค่า pH ของระบบ รักษาอุณหภูมิที่แน่นอน ทำปฏิกิริยาภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วจนกว่าสารละลายจะตกตะกอน และทำให้ตะกอนเสื่อมสภาพต่อไป เป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นกรอง ล้างและทำให้แห้งเพื่อให้ได้ LDHs ที่เป็นของแข็ง โดยปกติไนเตรต คลอไรด์ ซัลเฟตและคาร์บอเนตสามารถใช้เป็นเกลือของโลหะ และด่างที่ใช้กันทั่วไปสามารถเลือกได้จากโซเดียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ และน้ำแอมโมเนีย วิธีการตกตะกอนร่วมมีข้อดีคือวิธีกระบวนการอย่างง่าย ระยะเวลาการสังเคราะห์สั้น การควบคุมสภาวะที่ง่ายดาย และช่วงการใช้งานที่กว้าง องค์ประกอบและชนิดของ LDH ต่างๆ สามารถเตรียมได้โดยใช้แอนไอออนและไอออนบวกที่ต่างกัน
2. วิธีไฮโดรเทอร์มอล
โดยทั่วไป วิธีไฮโดรเทอร์มอลไม่ต้องการการบำบัดที่อุณหภูมิสูง และสามารถควบคุมโครงสร้างผลึกของผลิตภัณฑ์เพื่อให้ได้ LDHs ที่มีโครงสร้างเป็นชั้นที่ชัดเจน ของผสมถูกใส่ในหม้อนึ่งความดัน และที่อุณหภูมิหนึ่ง ปฏิกิริยาคงที่ของระยะเวลาที่ต่างกันถูกดำเนินการเพื่อให้ได้ LDH
3. วิธีแลกเปลี่ยนไอออน
วิธีแลกเปลี่ยนไอออนคือการแลกเปลี่ยนแอนไอออนระหว่างชั้นของ LDH ที่มีอยู่กับแอนไอออนของแขกอื่นๆ เพื่อให้ได้สารประกอบ LDH ของแขกชนิดใหม่ จำนวนและชนิดของประจุลบระหว่างชั้นสามารถปรับได้ตามคุณสมบัติที่ต้องการ ไอออนของแขก ตัวกลางแลกเปลี่ยน ค่า pH และเวลาตอบสนองล้วนมีอิทธิพลอย่างมากต่อกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน
4. วิธีการกู้คืนการคั่ว
วิธีการกู้คืนการคั่วแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน LDHs ถูกเผาครั้งแรกที่อุณหภูมิสูงที่ 500–800 °C และ CO32−, NO3− หรือโมเลกุลแอนไอออนอินทรีย์อื่นๆ สามารถกำจัดออกได้หลังจากกระบวนการเผา โครงสร้าง lamellar ยุบเพื่อให้ได้ Layered Double Oxides (LDO) จากนั้น ตามผลของหน่วยความจำของ LDO มันจะดูดซับแอนไอออนเพื่อสร้างเป็น LDH ในสารละลายที่เป็นน้ำ ข้อได้เปรียบของวิธีการนำกลับคืนสู่สภาพเดิมจากการเผาเป็นผงคือสามารถหาไฮโดรทัลไซต์ที่มีประจุลบที่ต้องการได้ในลักษณะที่เป็นเป้าหมาย และสามารถขจัดการแข่งขันด้วยประจุลบอินทรีย์ ปรับปรุงความต้านทานกรด และนำไปใช้ในช่วง pH ที่กว้างขึ้น ควรพิจารณาด้วยว่าอุณหภูมิการเผาที่สูงเกินไปอาจทำลายโครงสร้างชั้นของไฮโดรทัลไซต์ได้ นอกจากนี้ควรให้ความสนใจกับความเข้มข้นของสื่อประจุลบระหว่างการกู้คืน
ความสำคัญและการใช้แร่ธาตุหลัก 4 ชนิด ได้แก่ ควอทซ์ กราไฟต์ ฟลูออไรต์ และไพโรฟิลไลต์
อุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์เกือบทั้งหมดมีความเกี่ยวข้องกับแร่ธาตุที่ไม่ใช่โลหะและผลิตภัณฑ์ของตนไม่มากก็น้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ กราไฟต์ ฟลูออไรท์ ไพโรฟิลไลต์ ควอตซ์ และผลิตภัณฑ์มีบทบาทสนับสนุนที่สำคัญและไม่สามารถถูกแทนที่ได้ แร่ธาตุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น กราไฟต์และฟลูออไรท์จัดเป็น "แร่ธาตุเชิงกลยุทธ์" หรือ "แร่ธาตุสำคัญ" โดยจีน ญี่ปุ่น ออสเตรเลีย และประเทศอื่นๆ และสหรัฐอเมริกาถูกระบุว่าเป็น "แร่ธาตุวิกฤต"
1. ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง
ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ดีเยี่ยม ทรายควอทซ์ความบริสุทธิ์สูงส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมเช่นแก้วควอทซ์และวงจรรวม ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ของบริษัทมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ การผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ วัสดุใหม่ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ควอตซ์มีอยู่เสมอในฐานะวัสดุที่มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ และตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สอง ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของโทรศัพท์สื่อสารและโทรศัพท์ไร้สายทางการทหารได้ทำมาจากควอตซ์ วัตถุดิบควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ไฮเทคในปัจจุบันและเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ไฮเทคของประเทศอย่างยั่งยืน ในประเทศเยอรมนี วัตถุดิบควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษได้รับการระบุว่าเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์และมีการจำกัดการส่งออก
การประยุกต์ใช้ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์:
เทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ การผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ วัสดุใหม่; พลังงานใหม่.
2. กราไฟท์
กราไฟต์เป็นทรัพยากรเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญและขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมทางการทหารและสมัยใหม่ กราไฟท์ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตวัสดุขั้วบวกแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่พลังงานใหม่ ตัวเก็บประจุซุปเปอร์ ฯลฯ ในอุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานใหม่ ในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ , แบตเตอรี่เก็บพลังงานลม; ในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตวัสดุปิดผนึกและโมเดอเรเตอร์นิวตรอน ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ ใช้ในการผลิตที่เก็บพลังงานสูง วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ ฯลฯ การพัฒนาและการใช้กราฟีนได้ยกระดับการใช้กราไฟท์ขึ้นสู่ระดับใหม่ ในอนาคต กราไฟต์และผลิตภัณฑ์ของแกรไฟต์จะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในดาวเทียมการบินและอวกาศ สมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์แท็บเล็ต รถยนต์ไฮบริด ยานยนต์ไฟฟ้า โซลาร์เซลล์ และสาขาอื่นๆ จะกลายเป็นวัสดุเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ จีน ญี่ปุ่น สหภาพยุโรป อินเดีย สหราชอาณาจักร ออสเตรเลีย OECD และประเทศอื่นๆ ได้ออกนโยบายอุตสาหกรรมเกี่ยวกับการพัฒนากราไฟท์อย่างต่อเนื่อง โดยถือว่ากราไฟต์เป็น "แร่ธาตุสำคัญ" หรือ "แร่ธาตุเชิงกลยุทธ์" และสหรัฐอเมริกา กราไฟท์เป็น "แร่วิกฤต"
การใช้กราไฟท์ในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์:
การผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ พลังงานใหม่; รถยนต์พลังงานใหม่ เทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ ฟิลด์วัสดุใหม่ ชีววิทยา.
3. ฟลูออไรต์
ฟลูออไรท์หรือที่เรียกว่าฟลูออไรท์ประกอบด้วยแคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF2) เป็นหลัก ฟลูออไรท์เป็นทรัพยากรที่หายากระดับโลกคล้ายกับแรร์เอิร์ธ จีน สหรัฐอเมริกา สหภาพยุโรป ญี่ปุ่น และประเทศอื่น ๆ ระบุว่าฟลูออไรท์เป็น "แร่ธาตุเชิงกลยุทธ์" หรือ "แร่ธาตุสำคัญ" และสหรัฐอเมริการะบุว่าฟลูออไรท์เป็น "แร่วิกฤต" ฟลูออไรต์เป็นวัตถุดิบฟลูออรีน และวัสดุที่มีฟลูออรีนเป็นสารเคมีชนิดใหม่ชนิดหนึ่ง ผลิตภัณฑ์เคมีฟลูออรีนมีประสิทธิภาพสูงและมีมูลค่าเพิ่มสูง นอกเหนือจากการใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวันแล้ว ผลิตภัณฑ์และวัสดุของบริษัทยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ เช่น พลังงานใหม่ ชีววิทยา การอนุรักษ์พลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม และยานพาหนะพลังงานใหม่ อุตสาหกรรมเทคโนโลยี
การใช้ฟลูออไรท์ในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์:
พลังงานใหม่; รถยนต์พลังงานใหม่ ชีววิทยา; การประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม วัสดุใหม่
4. ไพโรฟิลไลต์
ไพโรฟิลไลต์เป็นแร่ซิลิเกตแบบชั้นที่มีความคงตัวทางเคมี การขยายตัวทางความร้อนต่ำ การนำความร้อนต่ำ ค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ฉนวนสูง จุดหลอมเหลวสูง และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไพโรฟิลไลต์เป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตเซรามิกเชิงฟังก์ชัน (เซรามิกแข็งพิเศษ เซรามิกเพียโซอิเล็กทริกสูงพิเศษ) วัสดุทนไฟสีเขียวใหม่ เส้นใยแก้วประสิทธิภาพสูง วัสดุแข็งพิเศษ (เพชรสังเคราะห์) วัสดุใบมีด ฯลฯ) และวัสดุที่ใช้งานได้ใหม่
การประยุกต์ใช้ไพโรฟิลไลต์ในอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์:
การผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ พลังงานใหม่ วัสดุใหม่ ชีววิทยา.
อะไรคืออุปสรรคต่อกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง?
การเตรียมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงส่วนใหญ่ผ่านการสังเคราะห์ทางเคมี การประมวลผลผลึกธรรมชาติ และการทำให้แร่ธาตุควอทซ์บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเตรียมการสังเคราะห์ทางเคมีและการประมวลผลผลึกธรรมชาติถูกจำกัดด้วยวัตถุดิบ ต้นทุน ผลผลิต ฯลฯ จึงเป็นเรื่องยากสำหรับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ดังนั้นการเตรียมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงผ่านการแปรรูปแร่จึงเป็นจุดเน้นของการวิจัยและการประยุกต์ใช้ทั้งในอดีตและปัจจุบัน
ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขั้นแรกจะทำการบดผลึกหลอดเลือดดำหรือควอตซ์ไซต์ให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการและขจัดสิ่งสกปรกบางส่วนออก จากนั้นจึงแยกหรือละลายสิ่งเจือปนด้วยวิธีทางกายภาพและทางเคมี กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ทั้งหมดสามารถสรุปง่ายๆ ได้เป็นสามกระบวนการ: การปรับสภาพ การบำบัดทางกายภาพ และการบำบัดทางเคมี และใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ต่างๆ โดยเฉพาะ เช่น การบด การบด การคัดกรอง การแยกด้วยแม่เหล็ก การดอง และการคั่วด้วยคลอรีน กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยควอทซ์ที่สอดคล้องกันได้รับการออกแบบตามองค์ประกอบและเกรดของแร่ดั้งเดิม: แร่ควอทซ์ที่มีปริมาณโซเดียมสูงจะต้องเผาที่อุณหภูมิสูง และแร่ธาตุคาร์บอเนตที่มีปริมาณแคลเซียมและแมกนีเซียมสูงจะต้องได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามขั้นตอนหลักในการทำให้ทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงทำให้บริสุทธิ์มีดังนี้:
(1) ลิงค์ประมวลผลล่วงหน้า จุดประสงค์ของขั้นตอนการปรับสภาพคือเพื่อคัดกรองสิ่งเจือปนในเบื้องต้นหรือบดวัตถุดิบควอตซ์ให้ได้ขนาดอนุภาคที่ต้องการซึ่งเอื้อต่อการปล่อยสิ่งเจือปนและการประมวลผลในภายหลัง โดยทั่วไปจะใช้การบดแบบกลไก การบดด้วยไฟฟ้า การคัดแยกด้วยแสง การบดแบบอัลตราโซนิก การบดอัดด้วยความร้อน และวิธีการประมวลผลอื่นๆ
(2) ขั้นตอนการประมวลผลทางกายภาพ วิธีการสร้างประโยชน์ทางกายภาพส่วนใหญ่รวมถึงการบด การแยกสี การแยกด้วยแม่เหล็ก การลอยตัว และวิธีการอื่นๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ในการบำบัดสิ่งเจือปนของแร่ธาตุที่เกี่ยวข้องในควอตซ์
(3) ขั้นตอนการบำบัดทางเคมี เมื่อเทียบกับการใช้ประโยชน์ทางกายภาพ การบำบัดด้วยสารเคมีจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการกำจัดสิ่งสกปรก และข้อดีของการแทรกซึมลึกใน microcracks และขอบเกรนสามารถจัดการกับสิ่งสกปรกที่รวมเข้าและสิ่งสกปรกประเภทขัดแตะได้ดีกว่า การดอง การชะล้าง และคลอรีนด้วยความร้อนเป็นกระบวนการบำบัดทางเคมีหลักสามประการ
เกี่ยวกับสิ่งเจือปน สิ่งใดทำให้บริสุทธิ์ได้ยากที่สุด?
มีองค์ประกอบเจือปนหลายชนิดในควอตซ์ เนื้อหาขององค์ประกอบเจือปนแต่ละชนิดในควอตซ์มีผลต่อการทำให้บริสุทธิ์และการประมวลผลต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาขีดจำกัดสูงสุดของเนื้อหาขององค์ประกอบหลักที่ไม่บริสุทธิ์ แทนที่จะตั้งค่าขีดจำกัดสูงสุดของจำนวนเงินทั้งหมด ผลึกควอทซ์ธรรมชาติมักผลิตร่วมกับแร่ธาตุหลายชนิด เช่น คลอไรท์ รูไทล์ ทัวร์มาลีน แคลไซต์ ฟลูออไรท์ มัสโคไวท์ ไบโอไทต์ สฟาเลอไรท์ เฮมาไทต์ ไพไรต์ อีพิโดเต คอร์เดียไรท์ เฟลด์สปาร์ แอมฟิโบล โกเมน ไพโรซีน บุษราคัม อิลเมไนต์ และแร่ธาตุจากดินเหนียว เป็นต้น แร่ธาตุเหล่านี้เป็นแหล่งหลักของสิ่งเจือปนในการรวมตัวของควอตซ์ที่เป็นของแข็ง
Fe: สำหรับรูปแบบต่าง ๆ ของสิ่งเจือปนธาตุเหล็ก วิธีการให้ประโยชน์และการทำให้บริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน เช่น การคัดกรอง การจำแนก การขัด การชะกรดเคมี การลอยตัว การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การแยกด้วยแม่เหล็ก และการชะล้างของจุลินทรีย์สามารถทำให้สิ่งเจือปนของเหล็กบริสุทธิ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
อัล: อะลูมิเนียมเจือปนในแร่ควอทซ์ส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของแร่เฟลด์สปาร์ ไมกา และดินเหนียว ซึ่งสามารถขจัดออกได้โดยการขัดและคัดเกรดวิธีการขจัดคราบตะกรัน สำหรับแร่ธาตุที่มีอลูมิเนียมเป็นแร่เฟลด์สปาร์ การแยกแร่ควอทซ์อย่างมีประสิทธิภาพมักเป็นจุดที่ยากในอุตสาหกรรมการกลั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแยกเฟลด์สปาร์และควอตซ์ เนื่องจากทั้งสองเป็นของแร่ธาตุซิลิเกตที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันมาก จึงไม่สามารถแยกจากกันด้วยการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงและการแยกด้วยแม่เหล็ก วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการลอยตัว และการชะล้างด้วยกรดแบบผสมก็ใช้ในการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึกเช่นกัน
ดังนั้น นักวิชาการบางคนตัดสินว่าควอตซ์ที่ผลิตตามธรรมชาติสามารถใช้เป็นควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงตามเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์ได้หรือไม่ โดยปกติเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์จะค่อนข้างสูงและเป็นการยากที่จะลบออกโดยกระบวนการทำให้บริสุทธิ์อย่างง่าย และการทำให้บริสุทธิ์อย่างละเอียดจะเพิ่มต้นทุนการผลิต ดังนั้นเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์จึงเป็นปัจจัยหลักที่จำกัดความบริสุทธิ์ของควอตซ์ ดังนั้น เมื่อเนื้อหาของ Al และ Ti ในควอตซ์มีค่าน้อยกว่า 25ug/g และ 10μg/g ควอตซ์ธรรมชาติ ตามลำดับ มันสามารถนำมาประกอบกับหมวดหมู่ของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง
โดยสรุป เราเชื่อว่ากระบวนการเทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ของทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นไม่ซับซ้อน แต่เป็นการยากที่จะระบุแร่และทำให้สิ่งเจือปนบางส่วนบริสุทธิ์ขั้นสุดท้ายผ่านกระบวนการรวมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดองค์ประกอบเฉพาะบางอย่าง
แป้งโรยตัวใช้สำหรับเสริมแรงและดัดแปลงพลาสติก ยิ่งขาวยิ่งดีหรือไม่?
การเสริมแรงและการดัดแปลงพลาสติกเป็นการใช้งานที่สำคัญของแป้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการดัดแปลงพอลิโพรพิลีนในอุตสาหกรรมยานยนต์และเครื่องใช้ในบ้าน และความขาวเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของผลิตภัณฑ์แป้งโรยตัว ดังนั้นแป้งฝุ่นสำหรับพลาสติกยิ่งขาวยิ่งดีหรือไม่?
ความขาวของแป้งโรยตัวที่ใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติกมักแสดงโดย CIE Lab (L*a*b*) นอกจากการวัดความขาวแบบแห้งแล้ว ยังวัดความขาวแบบเปียกด้วย ความขาวแบบแห้งคือนิยามของความขาวในความหมายปกติ ความขาวแบบเปียกคือความขาวของแป้งโรยตัวหลังจากเติม DMP (ไดเมทิลพทาเลต) หรือ DOP (ไดออคทิลพทาเลต) ในปริมาณที่เหมาะสม
ปัจจัยที่กำหนดความขาวของแป้งโรยตัวไม่ได้เป็นเพียงตัววัตถุดิบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดอนุภาค ความชื้น และสิ่งสกปรกด้วย หากมีสิ่งเจือปนสีเข้ม เช่น เหล็กซัลไฟด์ กราไฟต์ ฯลฯ ยิ่งผลิตภัณฑ์ละเอียด ความขาวก็จะยิ่งต่ำลง
แป้งในธรรมชาติมีหลายสี แป้งฝุ่นสีอ่อนจะเป็นสีขาวหลังจากการบด แต่หลังจากผสมกับเรซินแล้ว สีของเมทริกซ์จะแสดงสีที่แท้จริงของแป้งโรยตัวไม่มากก็น้อย ข้อเสียนี้จำกัดความสามารถรอบตัวของแป้งโรยตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้แป้งฝุ่นสีเข้มในพลาสติก เมื่อเทียบกับความขาวแบบแห้ง ความขาวแบบเปียกสามารถสะท้อนถึงระดับที่แป้งทาตัวเปลี่ยนสีของเมทริกซ์พลาสติกได้อย่างเป็นธรรมชาติ ยิ่งค่า b*(b) ของค่าความขาวเปียกต่ำเท่าใด การเปลี่ยนแปลงสีของเมทริกซ์พลาสติกก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
แป้งโรยตัวของโลกส่วนใหญ่ไม่ขาว แป้งฝุ่นสีขาวส่วนใหญ่มาจากประเทศจีน อัฟกานิสถาน และอินเดีย ซึ่งค่อนข้างจำกัด ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแป้งขาวในอุตสาหกรรมพลาสติก ราคาได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ปัญหาการขาดแคลนแป้งทาตัวเป็นแนวโน้มระยะยาวในอนาคต อันที่จริงไม่จำเป็นต้องใช้แป้งฝุ่นในหลาย ๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น ในการเพิ่มประสิทธิภาพและการปรับเปลี่ยนพลาสติกสีเข้ม ผลของการใช้แป้งฝุ่นสีขาวและแป้งฝุ่นสีเข้มจะเหมือนกัน
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าทุกๆ 1% ที่เพิ่มขึ้นในความขาวแบบเปียกของแป้งโรยตัว ความขาวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะเพิ่มขึ้นเพียง 0.2% ถึง 0.3% การแสวงหาความขาวของแป้งโรยตัวอยู่ฝ่ายเดียวก็ไร้ความหมาย ในอดีต เนื่องจากราคาของแป้งโรยตัวสีขาวต่ำเกินไป ผู้ใช้จำนวนมากจึงไม่ได้คิดมากเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของราคาแป้งฝุ่นสีขาว ด้วยการลดลงของอุปทานและราคาที่เพิ่มขึ้น จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนพฤติกรรมการใช้งานและปรับปรุงการใช้ทรัพยากรอย่างครอบคลุม
แป้งโรยตัวที่ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพและการปรับเปลี่ยนยังต้องควบคุมจำนวนจุดดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์สีอ่อนที่มีความต้องการสูงในลักษณะที่ปรากฏ จุดดำเหล่านี้เกิดขึ้นหลังจากการบดแร่เหล็กซัลไฟด์ตามธรรมชาติ แร่ธาตุสีเข้ม เช่น กราไฟต์ หรือสิ่งสกปรกสีเข้มจากการขุด จุดสีดำจำนวนเล็กน้อยโดยพื้นฐานแล้วไม่มีผลต่อความขาว แต่จุดดำที่มองเห็นได้จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พลาสติกสีอ่อน ซึ่งส่งผลต่อลักษณะที่ปรากฏ จุดดำจำนวนมากจะส่งผลเสียต่อความขาว สิ่งเจือปนจะแตกออกมากขึ้นตามความวิจิตรของผงที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความขาวของแป้งลดลง
การเติบโตอย่างต่อเนื่องของขนาดตลาดของซิลิกาสำหรับยาสีฟัน
ซิลิกาเป็นสารกัดกร่อนคุณภาพสูงที่พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นสารกัดกร่อนชนิดเดียวสำหรับการเตรียมยาสีฟันแบบใสและโปร่งแสง มีข้อดีคือมีค่าแรงเสียดทานต่ำและเข้ากันได้กับฟลูออรีนที่ดี ค่าแรงเสียดทาน ค่าการดูดซึมน้ำมัน พื้นที่ผิวจำเพาะ ความสามารถในการดูดซับน้ำ การส่งผ่านแสง ดัชนีการหักเหของแสง ฯลฯ สามารถปรับได้หลากหลายเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของแต่ละสูตร และวางยังสามารถมี thixotropy ที่ดีเยี่ยม การกระจายตัว ความคงตัวและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีอื่นๆ
พื้นที่ตลาดโลกในด้านยาสีฟันมีประมาณ 300,000 ตัน ซึ่งประมาณ 60,000 ตันเป็นสินค้าในประเทศ และคาดว่าจะรักษาอัตราการเติบโตที่มั่นคง รายงานการเติบโตของตลาดแสดงให้เห็นว่าตลาดทั่วโลกขนาดของซิลิกาสำหรับยาสีฟันในปี 2564 จะอยู่ที่ 390 ล้านเหรียญสหรัฐ โดยมีอัตราการเติบโตแบบผสมที่ 4.85% จากปี 2564 ถึง พ.ศ. 2571 และขนาดตลาดจะสูงถึง 494 ล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2569 โดยในประเทศ ความต้องการซิลิกาในอุตสาหกรรมยาสีฟัน มาตราส่วนใกล้เคียงกับ 800 ล้านหยวน ซึ่งตรงกับราคาเฉลี่ยประมาณ 0.8-15,000 ตัน/ตัน (ความต้องการของตลาดโลก/ในประเทศอยู่ที่ 30/60,000 ตัน)
ด้วยการพัฒนาความตระหนักด้านสุขภาพ ตลาดการดูแลช่องปากซึ่งยาสีฟันตั้งอยู่คาดว่าจะถึง CAGR ที่ 10% ในอีกห้าปีข้างหน้า Frost & Sullivan คาดการณ์ว่ายอดค้าปลีกรวมของตลาดการดูแลช่องปากในประเทศของฉันจะเพิ่มขึ้นเป็น 152.2 พันล้านหยวนในปี 2568 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีที่ 10% ยาสีฟันเป็นผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดช่องปากหลัก คิดเป็น 60% ของตลาดการดูแลช่องปาก และเนื่องจากความจำเป็นรายวัน ราคาต่อหน่วยค่อนข้างต่ำ มีความต้องการที่เข้มงวด และขนาดของตลาดคาดว่าจะเติบโตอย่างต่อเนื่อง
พื้นที่ตลาดในประเทศของซิลิกาสำหรับยาสีฟันอยู่ที่ประมาณ 800 ล้าน และความต้องการประมาณ 60,000 ตัน สารกัดกร่อนเป็นวัตถุดิบหลักของยาสีฟัน โดยทั่วไปคิดเป็น 20% ถึง 30% ของสูตรทั้งหมด (โดยน้ำหนัก) และมีผลกระทบสำคัญต่อการทำงานพื้นฐานของยาสีฟันในการทำความสะอาดปากและลดคราบฟัน ความต้องการทั่วโลกคาดว่าจะอยู่ระหว่าง 300,000 ถึง 350,000 ตันตามรายงานการเติบโตของตลาด การบริโภคซิลิกาสำหรับยาสีฟันในประเทศในปี 2562 อยู่ที่ 45,000 ตัน และสมาคมผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและดูแลช่องปากของจีนคาดการณ์ระดับความต้องการซิลิกาสำหรับยาสีฟันในประเทศในปี 2569 ใกล้เคียงกับ 800 ล้านหยวน ซึ่งสอดคล้องกับราคาเฉลี่ย 0.8- 15,000/ตัน และความต้องการของตลาดประมาณ 60,000 ตัน โดยมีอัตราการเติบโตทบต้น 5% ในปี 2564-2569
ภายใต้แนวโน้มการบริโภคที่เพิ่มขึ้น คาดว่าสัดส่วนของซิลิกาในสารกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้น
อัตราการเจาะของซิลิกาในตลาดภายในประเทศคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีกในอนาคตอันเนื่องมาจากการอัพเกรดการบริโภค
ซิลิกาคาดว่าจะสามารถทดแทนผลิตภัณฑ์ได้เนื่องจากราคาแคลเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หินฟอสเฟตเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้และได้รับการอนุมัติจากสภาแห่งรัฐว่าเป็นแร่ธาตุเชิงกลยุทธ์ และการทำเหมืองนั้นได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมเคมีฟอสฟอรัสเป็นอุตสาหกรรมที่มีมลพิษสูงและใช้พลังงานสูง อัตราการทำงานถูก จำกัด ภายใต้พื้นหลังของการปกป้องสิ่งแวดล้อมและคาร์บอนคู่และภายใต้พื้นหลังของอุปทานที่ตึงตัว ราคาฟอสเฟตยังคงปีนขึ้นไปที่ 4,000 หยวน / ตันเพิ่มขึ้นเกือบ 100% จากต้นปี 2563 และราคา แคลเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟตเกรดอาหารมีราคาสูงกว่าราคาของซิลิกอนไดออกไซด์ ดังนั้นคาดว่าซิลิกอนไดออกไซด์จะตระหนักถึงการเกิดขึ้นของไฮโดรเจนฟอสเฟตในอีก 1-2 ปีข้างหน้า แคลเซียมทดแทนอย่างรวดเร็ว
แคลเซียมคาร์บอเนตมีข้อเสียเช่นความเสียหายต่อฟันและจะถูกแทนที่ด้วยอัตราเร่งภายใต้แนวโน้มการบริโภคอัพเกรด ค่า RDA ของแคลเซียมคาร์บอเนตตามธรรมชาติมักจะสูง ซึ่งง่ายต่อการทำลายเหงือกและเนื้อฟัน นอกจากนี้ แคลเซียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนฟรีในยาสีฟันฟลูออไรด์ได้อย่างง่ายดายเพื่อผลิตแคลเซียมฟลูออไรด์ที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของยาสีฟันฟลูออไรด์ ปัจจุบันสัดส่วนของยาสีฟันเกรด A (> 9 หยวนต่อไม้) ในตลาดภายในประเทศถึง 55% และสัดส่วนของแคลเซียมคาร์บอเนตจะลดลงตามแนวโน้มของการอัพเกรดการบริโภค และราคาแคลเซียมคาร์บอเนตที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้ข้อดีของราคาต่ำไม่โดดเด่นอีกต่อไป
อุตสาหกรรมแคลเซียมคาร์บอเนตมีการแข่งขันสูง โดยมุ่งเน้นที่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เช่น การดัดแปลงเป็นหลัก
ประเทศจีนเป็นผู้ผลิตและผู้บริโภคแคลเซียมคาร์บอเนตรายใหญ่ที่สุดของโลก โดยการผลิตและการขายประจำปีคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 30% ของทั้งหมดทั่วโลก ในปี 2020 ขนาดของตลาดจะสูงถึง 7 พันล้านหยวน พื้นที่การผลิตส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในมณฑลกวางสี เสฉวน กวางตุ้ง อานฮุย เจียงซี หูหนาน เหอหนาน ฯลฯ
แม้ว่าประเทศของฉันจะเป็นผู้ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตรายใหญ่ แต่ถูกจำกัดด้วยทรัพยากร เทคโนโลยี ทุน สถานที่ การควบคุมต้นทุน ฯลฯ หลายองค์กรมีเทคโนโลยีการผลิตที่ล้าหลัง ระดับอุตสาหกรรมต่ำ การใช้ทรัพยากรสูง มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมหนัก ระดับต่ำ การอนุรักษ์ที่ดินและพลังงานอย่างเข้มข้น เนื่องจากขาดความสามารถระดับไฮเอนด์และการขาดความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรมที่เป็นอิสระขององค์กร จึงไม่เป็นประเทศที่แข็งแกร่งในการผลิตผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนต
ผู้ประกอบการแคลเซียมคาร์บอเนตควรเปลี่ยนโหมดการสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรม ใช้ตลาดเป็นศูนย์กลาง และเปลี่ยน "โหมดชีวจิตการผลิต อุปทาน และการตลาด" แบบดั้งเดิมเป็น "โหมดทรานส์การตลาด อุปทาน และการผลิต" ผู้ประกอบการผลิตผลิตภัณฑ์ปลายน้ำในอุตสาหกรรมควรได้รับการแนะนำในการก่อสร้างก่อน จากนั้นจึงควรวางแผนการผลิตผงแคลเซียมคาร์บอเนตตามความต้องการในการผลิต องค์กรที่ผ่านการรับรองควรสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมภายใน เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตมีการเชื่อมโยงกัน ขจัดกำลังการผลิตส่วนเกินและเพิ่มผลกำไรสูงสุด
อุตสาหกรรมแคลเซียมคาร์บอเนตควรมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระดับไฮเอนด์ ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ให้ดียิ่งขึ้น เสริมสร้างและปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ส่งเสริมการกลั่นกรองผลิตภัณฑ์และการพัฒนาเฉพาะด้าน เน้นการควบคุมรูปแบบคริสตัล และเป็นรากฐานสำหรับการพัฒนาปลายน้ำ ทำงานได้ดีในผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์การผลิต และการควบคุมกระบวนการ การยกระดับอุตสาหกรรมและการยกระดับการใช้เครื่องจักรเป็นระบบอัตโนมัติและระบบอัจฉริยะ มาตรฐานระดับชาติดั้งเดิมไม่สามารถแสดงถึงระดับขั้นสูงของอุตสาหกรรมได้อีกต่อไป ดังนั้นการพัฒนามาตรฐานกลุ่มจึงเอื้อต่อการเพิ่มพันธุ์แคลเซียมเฉพาะอุตสาหกรรมและปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ ระดับอุตสาหกรรมของวิสาหกิจต้นน้ำและปลายน้ำยังคงขยายตัว และห่วงโซ่อุตสาหกรรมแคลเซียมคาร์บอเนตที่สมบูรณ์ได้ถูกสร้างขึ้นในขั้นต้น
จากมุมมองของการแข่งขันในตลาด การแข่งขันในอุตสาหกรรมแคลเซียมคาร์บอเนตในประเทศของฉันเริ่มรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ผู้ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตขนาดใหญ่มีอัตราการผลิตและการขายที่สูง และอุปทานของผลิตภัณฑ์ขาดตลาด และพวกเขาได้ขยายกำลังการผลิต ผู้ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตขนาดเล็กและขนาดกลางกำลังเผชิญกับความยากลำบากในการเอาชีวิตรอดเนื่องจากการใช้พลังงานสูง ขนาดเล็ก และความเสถียรของคุณภาพต่ำ และจำเป็นต้องบูรณาการในอุตสาหกรรมต่อไป ในอนาคต ในกระบวนการของการรวมอุตสาหกรรมและการปรับปรุงความเข้มข้นของตลาดต่อไป ผู้ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตรายใหญ่จะบรรลุการพัฒนาที่ดีขึ้นโดยอาศัยข้อได้เปรียบในด้านขนาด เทคโนโลยี แบรนด์ และคุณภาพ
ผลของการบำบัดด้วยการเผาด้วยไฟอัลตราไฟน์ต่อพลังการซ่อนของดินขาว
ดินขาวที่วัดถ่านหินเป็นแร่ที่ไม่ใช่โลหะที่สำคัญมาก ดินขาวที่ได้จากการบด บด และเผามีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายอย่างและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอุตสาหกรรมสี
ปัจจุบันราคาของผลิตภัณฑ์ดินขาวเผาทั่วไปค่อนข้างต่ำแต่การนำไปใช้ในสารเคลือบคุณภาพสูงมีจำกัดเนื่องจากมีกำลังการปกคลุมที่ไม่น่าพอใจ ได้ทำการศึกษาผลของการบำบัดแบบละเอียดพิเศษและการเผาบนกำลังการปกคลุมของดินขาว และ ผลการวิจัยพบว่า:
(1) เมื่อขนาดของอนุภาคเพิ่มขึ้น พลังการปกคลุมของดินขาวเผาจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น สาเหตุหลักคืออนุภาคดินขาวที่ละเอียดยิ่งขึ้น พลังการปกปิดก็จะยิ่งมากขึ้น
(2) เมื่ออุณหภูมิการเผามากกว่า 850 °C เมื่ออุณหภูมิการเผาเพิ่มขึ้น อนุภาคละเอียดจะถูกเผาเพื่อสร้างอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งลดกำลังการปกคลุมของดินขาว
(3) ดินขาวที่วัดถ่านหินถูกบด บด และละเอียดมาก เผาที่อุณหภูมิ 850 °C แล้วสลายตัวและสลายโพลีเมอร์เป็นครั้งที่สองเพื่อให้ได้ดินขาวที่เผาแล้วมีกำลังการปกคลุมสูง ซึ่งให้การใช้งานได้จริงและลึก การประมวลผลดินขาววัดถ่านหิน พื้นฐานอ้างอิง
วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์?
นาโนซิงค์ออกไซด์เป็นสารเคมีอนินทรีย์ชั้นดีที่ใช้งานได้รูปแบบใหม่ เนื่องจากอนุภาคมีขนาดเล็กและพื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่ จึงมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ในด้านเคมี การมองเห็น ชีวภาพและไฟฟ้า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสารเติมแต่งต้านเชื้อแบคทีเรีย ตัวเร่งปฏิกิริยา ยาง สีย้อม หมึกพิมพ์ สารเคลือบ แก้ว เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และเคมีภัณฑ์รายวัน ฯลฯ การพัฒนาและการใช้ประโยชน์ของกลุ่มเป้าหมายในวงกว้าง
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และพลังงานพื้นผิวจำเพาะของนาโนซิงค์ออกไซด์ ขั้วของพื้นผิวจึงแข็งแรง และจับตัวเป็นก้อนได้ง่าย มันไม่ง่ายที่จะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในสื่ออินทรีย์ ซึ่งจำกัดผลกระทบของนาโนอย่างมาก ดังนั้นการกระจายตัวและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงนาโนซิงค์ออกไซด์จึงกลายเป็นวิธีการรักษาที่จำเป็นก่อนที่จะใช้วัสดุนาโนในเมทริกซ์
1. การดัดแปลงการเคลือบพื้นผิวของนาโนซิงค์ออกไซด์
เป็นวิธีการดัดแปลงพื้นผิวหลักของสารตัวเติมหรือเม็ดสีอนินทรีย์ในปัจจุบัน สารลดแรงตึงผิวถูกใช้เพื่อปกปิดพื้นผิวของอนุภาคเพื่อให้คุณสมบัติใหม่กับพื้นผิวของอนุภาค สารปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ สารคัปปลิ้งไซเลน สารคัปปลิ้งไททาเนต กรดสเตียริก ซิลิโคน ฯลฯ
2. การดัดแปลงทางกลเคมีของนาโนซิงค์ออกไซด์
นี่เป็นวิธีการใช้การบดอัด การเสียดสี และวิธีการอื่นๆ เพื่อกระตุ้นพื้นผิวอนุภาคด้วยความเค้นเชิงกลเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างผลึกของพื้นผิวและโครงสร้างทางเคมีกายภาพ ในวิธีนี้ โครงตาข่ายโมเลกุลถูกแทนที่ พลังงานภายในเพิ่มขึ้น และพื้นผิวผงแบบแอคทีฟจะทำปฏิกิริยาและยึดติดกับสารอื่นๆ ภายใต้การกระทำของแรงภายนอก เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
3. การปรับเปลี่ยนปฏิกิริยาการตกตะกอนของนาโนซิงค์ออกไซด์
วิธีนี้ใช้สารอินทรีย์หรืออนินทรีย์เพื่อสะสมชั้นเคลือบบนพื้นผิวของอนุภาคเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิว
ในปัจจุบัน มีการค้นพบความก้าวหน้าบางอย่างในเทคโนโลยีการเตรียมนาโนซิงค์ออกไซด์ และมีการก่อตั้งผู้ผลิตอุตสาหกรรมหลายรายในประเทศจีน อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิวและเทคโนโลยีการใช้งานของนาโนซิงค์ออกไซด์ยังไม่ได้รับความสนใจมากนัก และการพัฒนาขอบเขตการใช้งานก็ถูกจำกัดอย่างมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับการดัดแปลงพื้นผิวและการใช้ผลิตภัณฑ์นาโนซิงค์ออกไซด์ พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง และขยายขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์เพื่อตอบสนองความต้องการผลิตภัณฑ์นาโนซิงค์ออกไซด์ในด้านต่างๆ