1. Introdução
A indústria de pó é uma importante indústria de matéria-prima básica. A tecnologia de fabricação de pó ocupa uma posição muito importante na indústria química e na indústria de materiais. Em algumas indústrias de materiais poliméricos e materiais compostos poliméricos, pós minerais inorgânicos são geralmente usados como enchimentos.
Quando pós minerais inorgânicos, como carbonato de cálcio, caulim, mica, quartzo, alumina e talco são usados como enchimentos, eles precisam ter a superfície modificada. Isso ocorre porque os materiais minerais inorgânicos têm diferentes propriedades de interface com a matriz de polímero orgânico. Então, quando usados como enchimentos, além de atingir o tamanho de partícula e a distribuição de tamanho de partícula necessários, a modificação da superfície do pó inorgânico é necessária. Isso pode melhorar as propriedades mecânicas e o desempenho abrangente dos pós inorgânicos.
2. Métodos de modificação
Modificação física da superfície
A modificação física da superfície é adsorver o agente de superfície na superfície das partículas de pó inorgânico. É através forças intermoleculares para formar uma camada de revestimento na superfície das partículas de pó. Isso pode reduzir a tensão superficial do pó e alterar a polaridade da superfície das partículas. Ao mesmo tempo, pode reduzir a aglomeração entre as partículas.
① Modificação de surfactante
O surfactante contém grupos hidrofóbicos e grupos hidrofílicos. É uma das poucas substâncias que podem alterar significativamente as propriedades da superfície ou da interface do material. O surfactante tem duas características básicas: (1) É fácil formar arranjo direcional na superfície do material ou na interface entre duas fases, o que pode melhorar as propriedades da superfície do material. (2) A solubilidade do surfactante na solução é baixa e, principalmente, existe no estado de micelas (conjuntos) sob a condição de faixa de concentração comum, e isso pode diminuir muito a tensão superficial do surfactante.
② Modificação de superfície de alta energia
O método de tratamento de superfície de pós inorgânicos por raios ultravioleta, raios infravermelhos e descarga corona é chamado de modificação de superfície de alta energia. É uma tecnologia avançada que irradia ou injeta essas fontes de energia de alta densidade na superfície do material. Pode causar mudanças de superfície na organização e estrutura do material, alterando assim as propriedades físicas, químicas e mecânicas do material. Essas mudanças podem alterar correspondentemente as propriedades físicas, químicas e mecânicas do material.
③ Modificação de encapsulamento
A modificação de encapsulamento é usada pela primeira vez no campo da medicina moderna. Foi originalmente desenvolvida para atender à demanda por liberação sustentada da eficácia do medicamento. A modificação de encapsulamento é cobrir a superfície das partículas de pó com uma espessura uniforme e certa de filme. Por meio da modificação de encapsulamento de micropartículas, não apenas coloides compostos inorgânicos/orgânicos podem ser preparados e as propriedades das partículas podem ser alteradas, mas também o efeito de liberação sustentada das cápsulas pode ser alcançado, ampliando a faixa de aplicação de pós inorgânicos.
Modificação química de superfície
⑴ Método de deposição de superfície
O método de deposição de superfície se refere à reação de precipitação de compostos inorgânicos na superfície das partículas, para formar uma ou mais camadas de "revestimento" ou "encapsulamento". Este método pode melhorar as propriedades da superfície dos pós. Este método tem três vantagens. Primeiro, o procedimento e o equipamento são simples, por isso é propício para realizar a industrialização da produção. Segundo, pode atingir a mistura uniforme de diferentes componentes em nível molecular/atômico, para controlar com precisão o conteúdo de cada componente. Terceiro, fatores de pureza, composição de fase e tamanho de partícula etc. podem ser alcançados controlando a condição de precipitação e o grau de calcinação dos pós.
⑵ Revestimento químico
Revestimento químico é um método de modificar a superfície de pós inorgânicos revestindo parcialmente a superfície de partículas. Este método pode tornar a superfície de partículas orgânicas. Existem muitos tipos de agentes de modificação usados em revestimento químico, como agentes de acoplamento e surfactantes.
⑶ Modificação química mecânica
A modificação química mecânica tem dois significados: (1) utilizar o estresse mecânico durante a moagem ultrafina para ativar a superfície mineral, o que pode alterar a estrutura cristalina da superfície e as propriedades físicas e químicas dos pós, satisfazendo assim os requisitos da aplicação. (2) Utilizar o efeito de ativação da superfície do estresse mecânico e os íons ou radicais livres resultantes para iniciar a polimerização da substância orgânica olefínica do monômero, ou para permitir a fixação eficiente do agente de modificação, alcançando assim a modificação.
3. Resumo e Perspectiva
A modificação de superfície de pós inorgânicos se tornou uma das principais direções do desenvolvimento de materiais em pó hoje. É também um elo importante na transição de materiais em pó do estágio de pesquisa científica para o estágio de aplicação industrial. Acredita-se geralmente que tamanho de partícula mais fino, superfície mais ativa e estrutura mais complexa são as três principais direções de desenvolvimento de cargas inorgânicas no futuro. Portanto, composição, moagem ultrafina e modificação de superfície no mesmo sistema se tornarão a principal tendência de desenvolvimento do processamento de pós inorgânicos no futuro.
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– Classificador: quatro séries de classificadores de ar: HTS, ITC, MBS e CTC.
– Modificador: modificador de moinho de pinos, modificador turbo-mill e modificador de três rolos etc.
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