Dalam pemprosesan dan aplikasi serbuk, pengubahsuaian permukaan sering dijalankan untuk menyesuaikan serbuk dengan keperluan penggunaan praktikal. Ini membolehkan kawalan yang tepat ke atas sifat fizikokimia permukaan serbuk, memenuhi keperluan pembangunan bahan, proses dan aplikasi moden.
Berdasarkan ciri-ciri serbuk yang berbeza dan senario aplikasi praktikal, kami telah meringkaskan kaedah pengubahsuaian biasa, pengubah suai, faktor pengaruh dan sasaran yang sesuai dalam satu panduan rujukan pantas, praktikal dan mudah difahami.
01 Salutan Fizikal
Prinsip: Merawat permukaan serbuk menggunakan polimer atau resin, secara amnya termasuk kaedah sejuk dan panas.
Pengubah suai: Polimer, resin fenolik, resin furan, dsb.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Bentuk zarah, luas permukaan tentu, keliangan, jenis dan jumlah agen salutan, dan proses salutan.
Sasaran yang Sesuai: Pasir faundri, pasir kuarza, dsb.
02 Salutan Kimia
Prinsip: Menyalut permukaan zarah melalui penjerapan atau tindak balas kimia kumpulan berfungsi dalam molekul organik. Ini secara amnya merangkumi kaedah kering dan basah. Selain pengubahsuaian kumpulan berfungsi permukaan, kaedah ini juga merangkumi pengubahsuaian salutan permukaan menggunakan tindak balas radikal bebas, tindak balas khelasi, penjerapan sol dan pendekatan lain.
Pengubah suai: Silana, titanat, aluminat, zirkonium-aluminat, pelbagai agen gandingan kromium organik, asid lemak tinggi dan garamnya, garam ammonium organik, pelbagai jenis surfaktan, fosfat, asid organik tak tepu, polimer organik larut air, dsb.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Sifat permukaan serbuk, jenis dan dos pengubah suai, proses pengubahsuaian dan peralatan pengubahsuaian.
Sasaran yang Sesuai: Pasir kuarza, serbuk mikro silikon, kalsium karbonat, kaolin, talkum, barit, wollastonit, mika, diatomit, hidromagnesit, barium sulfat, dolomit, sepiolit, turmalin, titanium dioksida, aluminium hidroksida, magnesium hidroksida, alumina, silika, oksida besi merah, zink oksida, abu terbang, bahan nano dan serbuk lain.
03 Tindak Balas Pemendakan
Prinsip: Satu atau beberapa lapisan "salutan" terbentuk pada permukaan zarah melalui pemendakan sebatian bukan organik. Ini meningkatkan sifat permukaan serbuk seperti kilauan, kuasa pewarnaan, liputan, pengekalan warna, rintangan cuaca dan sifat elektrik, magnet, haba dan pukal.
Pengubah suai: Pelbagai sebatian tak organik, seperti oksida logam, hidroksida dan garamnya.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Kejayaan proses pengubahsuaian bergantung kepada beberapa pembolehubah kritikal:
- Selepas Rawatan: Langkah-langkah seterusnya seperti pencucian, penyahhidratan, pengeringan atau pengkalsinan.
- Sifat Bahan Mentah: Saiz zarah, bentuk dan kumpulan berfungsi permukaan sedia ada.
- Parameter Kimia: Jenis pengubah suai tak organik yang digunakan, serta pH dan kepekatan buburan.
- Syarat Proses: Suhu dan tempoh tindak balas.
Sasaran yang Sesuai: Titanium dioksida, mika mutiara, alumina dan pigmen tak organik lain.
04 Pengubahsuaian Mekanokimia
Prinsip: Kaedah ini menggunakan pengisaran ultra halus dan daya mekanikal yang kuat untuk mengaktifkan permukaan serbuk. Proses ini mencetuskan beberapa perubahan fizikal dan kimia:
- Tapak Aktif: Ia meningkatkan bilangan kumpulan berfungsi permukaan atau tapak aktif yang tersedia untuk pemprosesan selanjutnya.
- Perubahan Struktur: Ia boleh mengubah sebahagian struktur kristal atau meningkatkan keterlarutan melalui amorfisasi permukaan.
- Kereaktifan yang Dipertingkatkan: Ia meningkatkan penjerapan kimia dan aktiviti tindak balas keseluruhan.
Peralatan dan Pengubah Suai: Kilang salutan tiga penggelek, Kilang pin, Kilang turbo, bersama-sama dengan alat pengisaran, bahan penyebar dan pengubah suai.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Jenis peralatan pengisaran, cara tindakan mekanikal, persekitaran pengisaran (kering, basah, atmosfera), jenis dan dos alat bantu atau penyebar pengisaran, tempoh tindakan mekanikal, serta struktur hablur serbuk, komposisi kimia, saiz zarah dan taburan saiz zarah.
Sasaran yang Sesuai: Kalsium karbonat, kaolin, talkum, mika, wollastonit dan serbuk lain.
05 Pengubahsuaian Interkalasi
Prinsip: Bagi mineral berlapis dengan daya antara lapisan yang lemah (seperti daya molekul atau van der Waals) atau kation boleh tukar, pengubahsuaian interkalasi mengubah sifat antara muka dan sifat lain melalui pertukaran ion atau tindak balas kimia.
Pengubah suai: Agen interkalasi organik seperti garam ammonium kuaterner, polimer, monomer organik, asid amino; agen interkalasi tak organik seperti karboksil titanium, oksida logam, garam tak organik.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Sifat-sifat bahan mentah, persekitaran tindak balas, jenis dan dos agen interkalasi.
Sasaran yang Sesuai: Kaolin, grafit, mika, hidrotalsit, vermikulit, rektorit, oksida logam dan silikat berlapis.
06 Pengubahsuaian Enkapsulasi
Prinsip: Filem seragam dan cukup tebal disalut pada permukaan serbuk. Pengkapsulan serbuk terutamanya melibatkan zarah-zarah kecil, membolehkan penyediaan mikrokapsul komposit bukan organik dan menggunakan kesan pelepasan terkawal kapsul untuk serbuk pepejal.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi: Pengubahsuaian enkapsulasi mempunyai banyak bidang aplikasi dan pendekatan teknikal, jadi terdapat banyak faktor yang mempengaruhi.
Sasaran yang Sesuai: Titanium dioksida, pigmen berwarna, magnesium hidroksida, ammonium polifosfat (APP), fosforus merah, kalis api halogen, pewangi, kepingan aluminium, sulfur, lilin, dll.
07 Pengubahsuaian Permukaan Bertenaga Tinggi
Prinsip: Pengubahsuaian permukaan menggunakan UV, inframerah, nyahcas korona, penyinaran plasma dan sinaran pancaran elektron.
Contoh:
- Rawatan plasma ArC₃H₆ suhu rendah untuk kalsium karbonat meningkatkan lekatan antara muka dengan PP.
- Penyambungan penyinaran inframerah polistirena pada permukaan karbon hitam meningkatkan penyebaran dalam media.
- Radiasi gelombang mikro dan rawatan plasma udara bagi silika berliang mengaktifkan permukaan, meningkatkan kandungan hidroksil dan meningkatkan penghidratan.
Kesimpulan
Teknik pengubahsuaian serbuk merangkumi pendekatan fizikal, kimia, mekanokimia, interkalasi, enkapsulasi dan tenaga tinggi. Setiap kaedah mempunyai kelebihan, faktor pengaruh dan aplikasi sasarannya sendiri. Memilih kaedah yang sesuai memerlukan pertimbangan ciri-ciri serbuk, sifat permukaan yang diingini dan aplikasi yang dimaksudkan. Pengubahsuaian permukaan serbuk yang berkesan boleh meningkatkan penyebaran, kereaktifan, keserasian antara muka, warna, kilauan, kestabilan dan prestasi bahan keseluruhan dengan ketara dalam aplikasi perindustrian dan fungsian termaju.
"Terima kasih kerana membaca. Saya harap artikel saya membantu. Sila tinggalkan komen di bawah. Anda juga boleh menghubungi wakil pelanggan dalam talian Zelda untuk sebarang pertanyaan lanjut."
- Dihantar oleh Emily Chen