Những phương pháp nào có thể giúp biến đổi bề mặt của bột siêu mịn?

Bột siêu mịn, còn được gọi là bột nano, dùng để chỉ một loại bột có kích thước hạt nằm trong phạm vi nanomet (1 ~ 100nm). Bột siêu mịn thường có thể được điều chế bằng cách nghiền bi, nghiền cơ học, phun, nổ, lắng đọng hóa học và các phương pháp khác.

Bột nano đã thu hút sự chú ý của mọi người nhờ các đặc tính đặc biệt của chúng về từ tính, xúc tác, hấp thụ ánh sáng, kháng nhiệt và điểm nóng chảy do hiệu ứng thể tích và hiệu ứng bề mặt. Tuy nhiên, do kích thước nhỏ và năng lượng bề mặt cao nên các hạt nano có xu hướng kết tụ một cách tự nhiên. Sự tồn tại của sự kết tụ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của vật liệu bột nano. Để cải thiện độ phân tán và độ ổn định của bột và làm cho phạm vi ứng dụng của vật liệu rộng hơn, cần phải sửa đổi bề mặt của bột.

Có nhiều phương pháp biến đổi bề mặt, nói chung có thể được chia thành: biến đổi lớp phủ bề mặt, biến đổi hóa học bề mặt, biến đổi cơ hóa, biến đổi viên nang, biến đổi năng lượng cao và biến đổi phản ứng kết tủa.

Sửa đổi lớp phủ bề mặt

Sửa đổi lớp phủ bề mặt có nghĩa là không có phản ứng hóa học giữa chất biến tính bề mặt và bề mặt hạt. Lớp phủ và các hạt được kết nối bằng phương pháp vật lý hoặc lực van der Waals. Phương pháp này phù hợp để biến đổi bề mặt của hầu hết các loại hạt vô cơ. Phương pháp này chủ yếu sử dụng các hợp chất vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ để phủ lên bề mặt hạt nhằm làm suy yếu sự kết tụ của hạt. Hơn nữa, lực đẩy không gian do lớp phủ tạo ra khiến các hạt rất khó tái hợp. Các chất biến tính được sử dụng để biến đổi lớp phủ bao gồm chất hoạt động bề mặt, chất siêu phân tán, chất vô cơ, v.v.

Các loại bột có thể áp dụng: cao lanh, than chì, mica, hydrotalcite, vermiculite, rectorite, oxit kim loại và silicat phân lớp, v.v.

Biến đổi hóa học bề mặt

Biến đổi hóa học bề mặt sử dụng sự hấp phụ hoặc phản ứng hóa học của các nhóm chức trong các phân tử hữu cơ trên bề mặt bột vô cơ để biến đổi bề mặt hạt. Ngoài việc biến đổi nhóm chức bề mặt, phương pháp này còn bao gồm biến đổi bề mặt bằng phản ứng gốc tự do, phản ứng chelat, hấp phụ sol, v.v..

Các loại bột có thể áp dụng: cát thạch anh, bột silica, canxi cacbonat, cao lanh, bột talc, bentonite, barit, wollastonite, mica, đất tảo cát, brucite, bari sunfat, dolomit, titan dioxide, nhôm hydroxit, các loại bột khác nhau như magiê hydroxit và oxit nhôm.

Biến đổi cơ hóa

Biến đổi cơ hóa học đề cập đến sự thay đổi cấu trúc mạng tinh thể, dạng tinh thể, v.v. thông qua các phương pháp cơ học như nghiền, mài và ma sát. Năng lượng trong hệ thống tăng lên và nhiệt độ tăng lên, điều này thúc đẩy quá trình hòa tan hạt, phân hủy nhiệt và tạo ra tự do. Một phương pháp biến đổi sử dụng các gốc hoặc ion để tăng cường hoạt động bề mặt của khoáng chất và thúc đẩy phản ứng hoặc sự gắn kết của khoáng chất và các chất khác để đạt được mục đích biến đổi bề mặt.

Các loại bột có thể áp dụng: cao lanh, bột talc, mica, wollastonite, titan dioxide và các loại bột khác.

Sửa đổi viên nang

Sửa đổi viên nang là một phương pháp sửa đổi bề mặt bao phủ bề mặt của các hạt bột bằng một lớp màng có độ dày đồng đều và nhất định.

Phương pháp biến đổi năng lượng cao

Phương pháp biến đổi năng lượng cao là phương pháp sử dụng phương pháp xử lý bằng plasma hoặc bức xạ để bắt đầu phản ứng trùng hợp nhằm đạt được sự biến đổi.

Sửa đổi phản ứng lượng mưa

Phương pháp phản ứng kết tủa là thêm chất kết tủa vào dung dịch chứa các hạt bột hoặc thêm một chất có thể kích hoạt sự tạo ra chất kết tủa trong hệ phản ứng, để các ion biến đổi trải qua phản ứng kết tủa và kết tủa trên bề mặt của các hạt , do đó phủ lên các hạt. Phương pháp kết tủa có thể chủ yếu được chia thành phương pháp kết tủa trực tiếp, phương pháp kết tủa đồng đều, phương pháp tạo mầm không đồng nhất, phương pháp đồng kết tủa, phương pháp thủy phân, v.v.

Các loại bột có thể áp dụng: titan dioxide, mica ngọc trai, alumina và các chất màu vô cơ khác.