Środek powierzchniowo czynny może poprawić właściwości ultradrobnego proszku

2021-02-25 23:50:08

Wraz z ciągłym rozwojem przemysłu ceramicznego, wraz z postępem czasu pojawiają się wysokowydajne i wysokiej jakości ceramika użytkowa, ceramika budowlana i sanitarna, ceramika szlachetna, ceramika porowata, ceramika superplastyczna i kompozyty nanoceramiczne, wśród których ważną rolę odgrywają dodatki ceramiczne.

Uporządkowane molekularnie zespoły Surfaktantów są szeroko stosowane w różnych dziedzinach przemysłu ze względu na ich różne praktyczne funkcje, takie jak emulgowanie, solubilizacja, zwilżanie, adsorpcja, przenikanie, dyspersja, odpienianie, zagęszczanie i smarowanie. Znajduje zastosowanie w produkcji ceramiki tradycyjnej i specjalnej w przemyśle ceramicznym. Przygotowanie ceramiki obejmuje zazwyczaj następujące procesy: przygotowanie proszku, mieszanie proszku, formowanie, szkliwienie i spiekanie. Każdy etap ma wpływ na jakość produktów ceramicznych. Środek powierzchniowo czynny może poprawić aglomerację bardzo drobnego proszku, jednorodność glazury i wydajność zawiesiny. Stał się głównym dodatkiem we współczesnym przemyśle ceramicznym.

Aby ceramika spełniała jakieś specjalne funkcje, projektuje się cząsteczki proszku ceramicznego, aby nadać im pewne właściwości fizykochemiczne i zaspokoić potrzeby przygotowania nowych materiałów ceramicznych, nowych struktur i nowych produktów o dziwnych właściwościach. Bardzo drobny proszek ceramiczny to trend w wysokowydajnej syntezie proszku ceramicznego, ale jego ogromna energia powierzchniowa i efekt powierzchniowy łatwo powodują zjawisko aglomeracji i tracą swoje zalety, zwykle wymagają modyfikacji powierzchni. Modyfikacja powierzchni proszku ceramicznego polega na obróbce powierzchni proszku metodami fizycznymi lub chemicznymi, tak aby celowo zmienić właściwości fizyczne i chemiczne powierzchni proszku, tak aby skutecznie zapobiegać aglomeracji proszku. Po modyfikacji struktura kryształu, grupy funkcyjne, energia powierzchniowa, zwilżalność powierzchni, właściwości elektryczne, adsorpcja i dyspersja powierzchniowa ulegną zmianie ze względu na zmianę właściwości powierzchni, co może zaspokoić potrzeby nowoczesnych materiałów ceramicznych, technologii i właściwości. Metody modyfikacji obejmują metodę powlekania, metodę reakcji wytrącania, metodę chemii powierzchni i metodę mechanochemii.

Chemiczna modyfikacja powierzchni polega na pokryciu powierzchni cząstek ceramicznych w drodze reakcji chemicznej lub adsorpcji chemicznej pomiędzy środkiem powierzchniowo czynnym a powierzchnią cząstek ceramicznych, tak aby powierzchnia cząstek stała się organiczna i zakończyła modyfikację powierzchni.

Po potraktowaniu nieregularnego lub zaglomerowanego proszku SiC środkiem powierzchniowo czynnym, długi łańcuch cząsteczkowy środka powierzchniowo czynnego jest adsorbowany na defektach powierzchniowych i zawieszonych wiązaniach cząstek, co przyspiesza rozpad dużych cząstek lub cząstek zaglomerowanych i poprawia dyspersję cząstek SiC.

Zhou Jigao użył kwasu adypinowego i kwasu stearynowego do modyfikacji powierzchni proszku ceramicznego nanotlenku cyrkonu. Grupa karboksylowa (-COOH) w kwasie stearynowym reaguje z grupą hydroksylową (-OH) na powierzchni nanocząstek tlenku cyrkonu, co jest podobne do reakcji estryfikacji kwasu i alkoholu i tworzy monowarstwę na powierzchni nanocząstek tlenku cyrkonu. Po modyfikacji powierzchni proszek ceramiczny z tlenku cyrkonu o wielkości Nano zmienia kolor z polarnego na niepolarny. Jednocześnie w wyniku adsorpcji monowarstwy na powierzchni proszku zmniejsza się siła oddziaływania pomiędzy proszkami (w tym siła międzycząsteczkowa i mechaniczna siła zawiasu), to znaczy zmniejsza się opór tarcia przepływu proszku, a co za tym idzie, poprawia się płynność proszku.