1. Welke poeders vereisen aanpassing?
- Mineraal Poeders: Zwaar calciumcarbonaat, licht calciumcarbonaat, nanocalciumcarbonaat, kwartspoeder, silicamicropoeder, talk, kaolien, bentoniet, micapoeder, wollastoniet, dolomietpoeder, barietpoeder, geprecipiteerd bariumsulfaat, nanobariumsulfaat, diatomeeënaarde, attapulgiet, halloysiet, toermalijnpoeder, gipspoeder, enz.
- Functionele poeders: Titaandioxide (TiO₂), rood ijzeroxide, geel ijzeroxide, bruin ijzeroxide, ijzerzwart, parelmoermica, wit koolstofzwart, koolstofzwart, nanozinkoxide, holle glasmicrobolletjes, calciumsulfaatwhiskers, calciumcarbonaatwhiskers, actief calciumsilicaat, zinkpoeder in vlokkenvorm, aluminiumtripolyfosfaat antiroestpigment, enz.
- Vlamvertragende poeders: Magnesiumhydroxide, aluminiumhydroxide, enz.
- Keramische poeders: Aluminiumoxide, zirkoniumoxide, aluminiumnitride, siliciumnitride, siliciumcarbide, bariumtitanaat, strontiumtitanaat, magnesiumtitanaat, zinktitanaatreeks, cordieriet, forsterietpoeder, enz.
- Magnetische poeders: NdFeB magnetisch poeder, strontium/bariumferriet, Fe-Si-Al, carbonylijzerpoeder en andere zachte magnetische poeders, nanomagnetiet (Fe₃O₄), enz.
- Koolstofmaterialen: Grafiet, grafeenpoeder, koolstofvezelpoeder, koolstofnanobuisjes, enz.
- Nieuwe energiepoeders: Ternaire materialen, lithiumijzerfosfaat, lithiumkobaltoxide, natuurlijk/kunstmatig grafiet, anodes op siliciumbasis, lithiumtitanaat, vermiculiet, lithiumhexafluorofosfaat, expandeerbaar grafiet, zinkboraat, zilverpoeder, enz.
- Metaalpoeders: Aluminiumpoeder, zinkpoeder, koperpoeder, ijzerpoeder, enz.
- Cosmetische grondstoffen: Siliciumdioxide, titaniumdioxide, zinkoxide, rood ijzeroxide, geel ijzeroxide, zwart ijzeroxide, chroomoxidegroen, ultramarijn, mangaanviolet, hydroxyapatiet, enz.
- Thermisch geleidende vulstoffen: Goudpoeder, zilverpoeder, koperpoeder, tinpoeder, metaalnanodraden, aluminiumoxide, hexagonaal boornitride, siliciumcarbide, zinkoxide, nanodiamant, enz.
- Traditionele Chinese geneeskundige poeders: Tabletpoeders, extractpoeders, poeders van ruwe kruiden.
2. Waarom? Poeders modificeren?
Anorganische poeders zijn hydrofiel en sterk polair. Ze hebben een slechte compatibiliteit met organische matrices zoals kunststoffen, rubber en harsen. Direct gebruik kan leiden tot verminderde prestaties. Daarom is modificatie noodzakelijk.
- Verbeter de dispergeerbaarheid en voorkom agglomeratie.
Anorganische poeders hebben een groot specifiek oppervlak en vormen gemakkelijk agglomeraten. Agglomeratie kan defecten veroorzaken, de materiaalsterkte verminderen en het uiterlijk verslechteren. Na modificatie zijn de poeders gelijkmatig verdeeld zonder klontering. - Verbeter de compatibiliteit met organische matrices.
Poederoppervlakken zijn hydrofiel (polair), terwijl kunststoffen, rubber en harsen hydrofoob (niet-polair) zijn. Direct mengen resulteert in een slechte hechting tussen de materialen, zoals "zand gemengd met boter". Na modificatie worden poederoppervlakken oleofiel en hechten ze stevig aan de hars. - Verbeter de hechting tussen de componenten en verhoog de mechanische eigenschappen.
Gemodificeerde poeders kunnen chemische bindingen aangaan of een sterke adsorptie met harsen bewerkstelligen. Dit verbetert de treksterkte, slagvastheid, buigsterkte, hardheid en slijtvastheid aanzienlijk. - Verminder de olieabsorptie en verbeter de verwerkbaarheid.
Onbewerkte poeders absorberen veel olie, waardoor de viscositeit van de hars sterk stijgt. Dit maakt de verwerking lastig en beperkt de hoeveelheid vulstof die kan worden toegevoegd. Na modificatie neemt de olieabsorptie af, waardoor een hogere vulstofconcentratie mogelijk is en de kosten lager uitvallen. - Verbeter de weerbestendigheid, waterbestendigheid en corrosiebestendigheid.
Vermindert de waterabsorptie van het poeder, verbetert de weerstand van de coating tegen zuren en basen en verhoogt de weerstand tegen veroudering en vergeling. - Verbeter de elektrische en thermische prestaties.
Verbetert de isolatie, verhoogt de warmtegeleiding (voor warmtegeleidende vulstoffen) en verbetert de brandvertraging (voor magnesium-/aluminiumhydroxide). - Verbeter de glans, het gevoel en de kleur van het oppervlak.
Wordt veel gebruikt in coatings en kunststoffen, wat resulteert in gladdere, helderdere en aangenamere tactiele eigenschappen. - Voorkom oxidatie, zelfontbranding of reacties.
Vooral bij metaalpoeders (aluminium, zink) voorkomt modificatie oxidatie en zelfontbranding, waardoor de houdbaarheid verbetert. - Voldoen aan specifieke functionele eisen
Het doel is om hydrofobiciteit, oleofobiciteit, antibacteriële eigenschappen, antistatisch gedrag, magnetische stabiliteit en biocompatibiliteit te bereiken (voor medische poeders).
Samenvatting: Door modificatie kunnen poeders beter dispergeren, een hogere compatibiliteit bereiken, sterkere bindingen tot stand brengen, een hogere vulstofbelasting mogelijk maken, de kosten verlagen en de algehele prestaties verbeteren.
3. Methoden en apparatuur voor poedermodificatie
Methoden voor poedermodificatie kunnen worden onderverdeeld in chemische, fysische en mechanochemische benaderingen:
3.1 Chemische modificatie
- Silaankoppelingsmiddel: Introduceert organosiliciumgroepen op het poederoppervlak om de hydrofobiciteit en compatibiliteit met harsen te verbeteren.
- Titanaat/zirconaat-estermodificatie: Verbetert de oppervlakteactiviteit, de hechting tussen de componenten en de dispergeerbaarheid.
- Zuur/basebehandeling: Verwijdert oppervlakteverontreinigingen door middel van zure of alkalische reiniging en verhoogt het aantal actieve plaatsen.
- Oppervlaktecoating: Brengt een laag functioneel materiaal (bijv. aluminiumhydroxide, magnesiumhydroxide, siliciumdioxide) aan op het poeder om vlamvertragende, corrosiebestendige of waterafstotende eigenschappen te verkrijgen.
3.2 Fysieke modificatie
- Calcinatie bij hoge temperatuur/thermische behandeling: Verandert de oppervlaktestructuur van het poeder, waardoor de vloeibaarheid en dispergeerbaarheid verbeteren.
- Plasmabehandeling: Vormt functionele groepen op het poederoppervlak, waardoor de hydrofiliteit of oleofiliteit wordt verbeterd.
3.3 Mechanochemische modificatie
Mechanische energie activeert poederoppervlakken en verhoogt de reactiviteit met behulp van apparatuur zoals Drie-rollen coatingmachines, pinmolen coatingmachines en turbomolen coatingmachines. Dit is met name belangrijk voor de bereiding van nanomaterialen. Verschillende poeders en toepassingen vereisen verschillende soorten modificatieapparatuur:
Drie-rollen coatingmachine (Drie-rollen coatingmachine)
- Principe en kenmerken: Het poeder wordt continu geschoren, geperst en tussen drie rollen bewerkt. Dit zorgt voor een grondige menging van het poeder en de modifier en een uniforme coating.
- Toepasselijke poeders: Zwaar/licht calciumcarbonaat, talk, witte roet, nanopoeders, enz.
- Doel van de wijziging:
- Verbeter de uniformiteit van het poederoppervlak.
- Verbeter de compatibiliteit met harsen, rubber en kunststoffen.
- Verminder de olieabsorptie en verbeter de doorstroming.
- Normale werking: Poeders worden gemengd met vloeibare of halfvloeibare additieven en in de driewalsmachine gevoerd. Meerdere pers- en schuifcycli zorgen voor een uniforme coating op het poederoppervlak.
Pinmolen Coating Machine (Pin Mill coatingmachine)
- Principe en kenmerken: Het poeder wordt blootgesteld aan sterke impact, afschuiving en een hogesnelheidsluchtstroom tussen roterende pinplaten. De poederdeeltjes worden gelijkmatig gecoat en er kan tevens een classificatie op basis van deeltjesgrootte en fijnheidsregeling worden bereikt.
- Toepasselijke poeders: Zwaar/licht calciumcarbonaat, talk, silicamicropoeder, titaniumdioxide, actieve oxidepoeders.
- Doel van de wijziging:
- Snelle oppervlaktecoating
- Verbeter de dispergeerbaarheid en voorkom agglomeratie.
- Verbeter de hechting aan organische matrices.
- Normale werking: Het poeder en de modifier worden gelijktijdig in de pinnenmolen gevoerd. De snelle rotatie en impact van de pinnen zorgen voor een uniforme oppervlaktebehandeling, waardoor dispersie en modificatie in één bewerking plaatsvinden.
Turbo-molencoatingmachine (Turbo Mill coatingmachine)
- Principe en kenmerken: In de turbomolen worden poeders blootgesteld aan botsingen en afschuiving onder invloed van een hogesnelheidsluchtstroom en schoepenwielen. Additieven worden toegevoegd door middel van verstuiving of atomisatie. Deze methode maakt ook droog ultrafijn malen en deeltjesclassificatie mogelijk.
- Toepasselijke poeders: Nanobariumsulfaat, silicamicropoeder, roet, titaniumdioxide, zinkoxide, thermisch geleidende vulstoffen, metaalpoeders en andere hoogwaardige poeders.
- Doel van de wijziging:
- Zorg voor een fijne oppervlaktecoating om de dispergeerbaarheid van nanodeeltjes te garanderen.
- Verbeter de thermische stabiliteit, brandvertragendheid of thermische geleidbaarheid.
- Maakt zeer nauwkeurige, energiezuinige droge modificatie mogelijk
- Normale werking: Poeders circuleren in een hogesnelheidsluchtstroom terwijl vernevelde modificatievloeistof wordt ingespoten. Er vormt zich een uniforme coating. De deeltjesgrootte kan worden aangepast met behulp van een luchtstroomclassificator.
Handleiding voor het selecteren van modificatieapparatuur
| Poedertype | Typische coatingmachine | Belangrijkste modificatiedoelen |
|---|---|---|
| Calciumcarbonaat, talk, witte koolstofzwart | Drie-rollen coatingmachine | Gelijkmatige oppervlaktecoating, verminderde olieabsorptie, verbeterde dispergeerbaarheid |
| Functionele poeders, titaniumdioxide | Pinmolen Coating Machine | Snelle coating, verbeterde dispergeerbaarheid, voorkomt agglomeratie, versterkte hechting aan het grensvlak. |
| Nanopoeders, thermisch geleidende vulstoffen, metaalpoeders | Turbo-molencoatingmachine | Fijne coating, verbetering van de functionele prestaties, efficiënte droge modificatie |
Conclusie
Met behulp van driewals-, pinmolen- en turbomolen-coatingmachines kunnen poeders een zeer uniforme oppervlaktebehandeling krijgen, een verbeterde dispergeerbaarheid en compatibiliteit met matrices, een verminderde olieabsorptie en verbeterde mechanische en functionele prestaties. Verschillende machines zijn geschikt voor verschillende poedergroottes en modificatie-eisen. In de industrie is de keuze van de machine gebaseerd op het poedertype, de toepassing en de productiecapaciteit.
Bedankt voor het lezen. Ik hoop dat mijn artikel je helpt. Laat hieronder een reactie achter. Je kunt ook contact opnemen met de klantenservice van Zelda Online voor verdere vragen.
— Geplaatst door Emily Chen