Ứng dụng và nghiên cứu wollastonite biến tính
Wollastonite là một khoáng chất phi kim loại cực kỳ quan trọng. Thành phần hóa học chính của nó là canxi metasilicate (CaSiO3). Nó thuộc hệ tinh thể lượng giác và có màu trắng xám. Wollastonite có tỷ lệ khung hình lớn, cấu trúc giống như kim tự nhiên và hiệu suất ổn định, khiến nó trở thành vật liệu gia cố tuyệt vời. Ngoài cấu trúc dạng sợi tự nhiên, wollastonite còn có khả năng hấp thụ dầu, độ dẫn điện và mất điện cực thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhựa, cao su, sơn, chất phủ và các lĩnh vực khác, và có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học và ma sát của ma trận. Cải thiện độ ổn định nhiệt và độ ổn định kích thước của sản phẩm.
Tuy nhiên, wollastonite tự nhiên có tính ưa nước và khi trộn với các polyme hữu cơ, độ phân tán không đồng đều do các độ phân cực khác nhau, do đó làm giảm tính chất cơ học của các sản phẩm được làm đầy. Để cải thiện độ phân tán và khả năng tương thích của nó trong ma trận hữu cơ, cũng như tính chất cơ học của sản phẩm, wollastonite thường cần được biến tính bề mặt.
Công nghệ biến tính Wollastonite
Công nghệ biến đổi bề mặt của wollastonite có thể được chia thành: biến đổi bề mặt hữu cơ và biến đổi bề mặt vô cơ.
Để biến đổi bề mặt hữu cơ, các chất biến tính bề mặt thường được sử dụng bao gồm các chất liên kết silane, chất liên kết titanate và aluminate, chất hoạt động bề mặt và metyl metacryit. Trong số đó, sửa đổi tác nhân liên kết silane là một trong những phương pháp biến đổi bề mặt được sử dụng phổ biến đối với bột wollastonite và quy trình biến đổi khô thường được sử dụng. Liều lượng của chất liên kết có liên quan đến độ che phủ cần thiết và diện tích bề mặt riêng của bột. Liều lượng thường là 0,5% đến 1,5% khối lượng wollastonite.
Nền tảng kỹ thuật của việc biến đổi bề mặt vô cơ là wollastonite làm chất độn polyme thường làm cho vật liệu độn có màu sẫm hơn, có giá trị mài mòn lớn hơn và dễ mài mòn thiết bị xử lý; sửa đổi lớp phủ bề mặt vô cơ có thể cải thiện sợi đá silicone màu xám lấp đầy màu sắc của vật liệu polymer và làm giảm giá trị mài mòn của chúng. Hiện nay, việc biến đổi bề mặt vô cơ của sợi khoáng wollastonite chủ yếu sử dụng phương pháp kết tủa hóa học để phủ lên bề mặt bằng canxi silicat, silica và canxi cacbonat nanomet.
Ứng dụng và nghiên cứu wollastonite biến tính
(1) Nhựa
Polypropylen (PP), là một trong năm loại nhựa đa năng, có đặc tính toàn diện tốt hơn các loại nhựa đa năng khác. Nó ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực ô tô, hàng không vũ trụ, xây dựng và y học.
(2) Làm giấy
Ứng dụng của wollastonite trong ngành giấy khá khác biệt so với các chất độn khác. Nó không phải là một cách làm đầy đơn giản như chất làm đầy truyền thống. Nó chủ yếu dựa vào tỷ lệ khung hình cao hơn để nhận ra sự đan xen của sợi wollastonite và sợi thực vật để tạo thành sợi thực vật. Cấu trúc mạng của sợi khoáng-sợi có thể thay thế một số sợi thực vật ngắn, có thể cải thiện hiệu quả độ mờ và khả năng thích ứng in của giấy sản xuất, cải thiện tính đồng nhất và giảm chi phí sản xuất.
(3) Vật liệu ma sát
Sản phẩm Wollastonite dùng cho vật liệu ma sát là bột dạng kim wollastonite. So với các ứng dụng truyền thống, chúng chủ yếu được sử dụng làm chất độn trong má phanh, ly hợp, v.v. Bột hình kim của wollastonite là chất thay thế lý tưởng cho amiăng sợi ngắn. Nó có thể cải thiện độ ổn định của vật liệu ma sát, giảm nứt, cải thiện khả năng chống mài mòn và phục hồi cũng như các tính chất cơ học khác ở một mức độ nhất định.
(4) Lớp phủ
Wollastonite có thể được sử dụng làm chất màu mở rộng và thay thế một phần cho chất màu trắng trong sơn. Ngoài ra, theo đặc tính của bản thân wollastonite, nó cũng có thể được sử dụng làm chất phụ gia biến đổi lớp phủ để mở rộng chức năng của vật liệu. Ví dụ, wollastonite có khả năng chống ăn mòn tốt và có thể được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sơn chống ăn mòn.
(5) Cao su
Trong ngành cao su, bột wollastonite có thể thay thế một phần titan dioxide, muội than trắng, đất sét, canxi nhẹ, lithopone và các vật liệu khác, có tác dụng gia cố nhất định và có thể cải thiện khả năng che giấu của một số chất tạo màu.
(6) Xi măng/bê tông cốt sợi
Wollastonite sợi thay thế sợi amiăng ngắn và sợi thủy tinh và được thêm vào xi măng, bê tông và các vật liệu xây dựng khác, có thể cải thiện khả năng chống va đập, độ bền uốn, chống mài mòn và độ ổn định kích thước của vật liệu.