partículas de polvo

La modificación de la superficie de los polvos se logra en gran medida mediante la acción de modificadores de superficie sobre la superficie del polvo. Por lo tanto, la formulación de modificadores de superficie (variedad, dosis y uso) tiene una influencia importante en el efecto de modificación de la superficie del polvo y el rendimiento de la aplicación del producto modificado. La formulación de modificadores de superficie es muy específica, es decir, tiene las características de "una llave abre una cerradura", que incluye principalmente la selección de variedades, la determinación de la dosis y el uso.1. Detección de modificadores de superficie. Las principales consideraciones para seleccionar variedades de modificadores de superficie son las propiedades de las materias primas en polvo, el propósito o campo de aplicación del producto y factores como el proceso, el precio y la protección ambiental. (1) Propiedades de las materias primas en polvo. Las propiedades de las materias primas en polvo son principalmente acidez, alcalinidad, estructura de la superficie y grupos funcionales, características de adsorción y reacción química, etc. Se deben seleccionar en la medida de lo posible modificadores de superficie que puedan reaccionar químicamente o adsorberse químicamente con la superficie de las partículas de polvo, porque La adsorción física es fácil de desorber con fuerte agitación o extrusión durante la aplicación posterior. Por ejemplo, las superficies de minerales de silicato ácido como cuarzo, feldespato, mica y caolín pueden unirse con agentes acoplantes de silano para formar una adsorción química relativamente fuerte; sin embargo, los agentes de acoplamiento de silano generalmente no pueden reaccionar químicamente o adsorberse químicamente con minerales alcalinos de carbonato, mientras que los agentes de acoplamiento de titanato y aluminato pueden adsorberse químicamente con minerales alcalinos de carbonato bajo ciertas condiciones y hasta cierto punto. Por lo tanto, los agentes de acoplamiento de silano generalmente no son adecuados para su uso como modificadores de superficie para polvos minerales alcalinos de carbonato, tales como carbonato de calcio ligero y carbonato de calcio pesado. (2) Uso del producto El uso del producto es la consideración más importante al seleccionar un modificador de superficie. Los diferentes campos de aplicación tienen diferentes requisitos técnicos para el rendimiento de la aplicación de polvos, como la humectabilidad de la superficie, la dispersabilidad, el valor de pH, el poder cubriente, la resistencia a la intemperie, el brillo, las propiedades antibacterianas, la protección UV, etc. Esta es una de las razones por las que los modificadores de superficies deben seleccionarse según su uso. Por ejemplo, los polvos inorgánicos (rellenos o pigmentos) utilizados en diversos plásticos, cauchos, adhesivos, recubrimientos oleosos o a base de disolventes requieren una buena lipofilicidad superficial, es decir, una buena afinidad o compatibilidad con materiales base poliméricos orgánicos, lo que requiere la selección de modificadores de superficie. que puede hacer que la superficie del polvo inorgánico sea hidrófoba y oleófila; No sólo se requiere que los pigmentos inorgánicos usados en piezas en bruto cerámicas tengan una buena dispersabilidad en estado seco, sino que también requieren una buena afinidad con las piezas en bruto inorgánicas y que puedan dispersarse uniformemente en las piezas en bruto; Los modificadores de superficie para polvos inorgánicos (rellenos o pigmentos) utilizados en pinturas o revestimientos a base de agua requieren buena dispersabilidad, estabilidad de sedimentación y compatibilidad de los polvos modificados en la fase acuosa. La selección de modificadores de superficie inorgánicos se basa principalmente en los requisitos funcionales del material en polvo en el campo de aplicación. Por ejemplo, para que el dióxido de titanio tenga buena resistencia a la intemperie y estabilidad química, se deben usar SiO2 y Al2O3 para el recubrimiento de la superficie (película), y para que los pigmentos de mica blanca tengan un buen efecto nacarado, se debe usar TiO2 para el recubrimiento de la superficie (película). Al mismo tiempo, diferentes sistemas de aplicación tienen diferentes componentes. Al seleccionar un modificador de superficie, también se debe considerar la compatibilidad y compatibilidad con los componentes del sistema de aplicación para evitar la falla de otros componentes en el sistema debido al modificador de superficie. (3) Proceso de modificación El proceso de modificación es también una de las consideraciones importantes para seleccionar un modificador de superficie, como la temperatura, la presión y los factores ambientales. Todos los modificadores orgánicos de la superficie se descompondrán a una determinada temperatura. Por ejemplo, el punto de ebullición del agente de acoplamiento de silano varía entre 100 y 310 °C según el tipo. Por lo tanto, la temperatura de descomposición o punto de ebullición del modificador de superficie seleccionado es preferiblemente mayor que la temperatura de procesamiento durante la aplicación. Actualmente, el proceso de modificación de superficies adopta principalmente dos métodos: método seco y método húmedo. Para el proceso seco, no es necesario considerar su solubilidad en agua, pero para el proceso húmedo, se debe considerar la solubilidad en agua del modificador de superficie, porque solo cuando es soluble en agua puede entrar en contacto y reaccionar completamente con las partículas de polvo. en un ambiente húmedo. Por ejemplo, el ácido esteárico se puede utilizar para la modificación de la superficie seca del polvo de carbonato de calcio (ya sea directamente o después de disolverlo en un disolvente orgánico). Sin embargo, en la modificación de la superficie húmeda, si se agrega ácido esteárico directamente, no solo es difícil lograr el efecto de modificación de la superficie esperado (principalmente adsorción física), sino que también la tasa de utilización es baja. El modificador de superficie se pierde gravemente después de la filtración y la emisión de materia orgánica en el filtrado excede el estándar. Otros tipos de modificadores orgánicos de superficies también presentan situaciones similares. Por lo tanto, para los modificadores de superficie que no pueden ser directamente solubles en agua pero que deben usarse en un ambiente húmedo, deben saponificarse, amonizarse o emulsionarse con anticipación para que puedan disolverse y dispersarse en una solución acuosa. (4) Precio y factores ambientales Finalmente, la selección de modificadores de superficie también debe considerar el precio y los factores ambientales. Con la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación u optimizar el rendimiento de la aplicación, intente utilizar un modificador de superficie más económico para reducir el costo de la modificación de la superficie. Al mismo tiempo, preste atención a elegir un modificador de superficie que no contamine el medio ambiente.2. Dosificación del modificador de superficie. Teóricamente, la dosis requerida para lograr la adsorción monocapa en la superficie de la partícula es la dosis óptima, que está relacionada con el área de superficie específica de la materia prima en polvo y el área de la sección transversal de la molécula modificadora de superficie, pero esta dosis no es necesariamente la dosis del modificador de superficie cuando se logra una cobertura del 100%. Para la modificación de recubrimientos de superficies inorgánicos, diferentes velocidades de recubrimiento y espesores de capa de recubrimiento pueden mostrar diferentes características, como color, brillo, etc. Por lo tanto, la dosis óptima real debe determinarse mediante pruebas de modificación y pruebas de rendimiento de la aplicación. Esto se debe a que la dosificación del modificador de superficie no solo está relacionada con la dispersión del modificador de superficie durante la modificación de la superficie y la uniformidad del recubrimiento, sino también con los requisitos específicos del sistema de aplicación para las propiedades de la superficie y los indicadores técnicos del polvo crudo. materiales. Para la modificación húmeda, la cantidad real de recubrimiento del modificador de superficie sobre la superficie del polvo no es necesariamente igual a la dosis del modificador de superficie, porque siempre hay una parte del modificador de superficie que no reacciona con las partículas de polvo y se pierde durante filtración. Por lo tanto, la dosis real debe ser mayor que la dosis requerida para lograr la adsorción monocapa.3. Método de uso de modificadores de superficie. El método de uso de modificadores de superficie es uno de los componentes importantes de la fórmula del modificador de superficie y tiene un impacto importante en el efecto de modificación de la superficie de los polvos. Un buen método de uso puede mejorar el grado de dispersión de los modificadores de superficie y el efecto de modificación de la superficie de los polvos. Por el contrario, un método de uso inadecuado puede aumentar la cantidad de modificadores de superficie utilizados y el efecto de modificación no puede lograr el propósito esperado. El método de uso de modificadores de superficie incluye métodos de preparación, dispersión y adición, así como el orden de adición cuando se utilizan más de dos modificadores de superficie. (1) Preparación El método de preparación de modificadores de superficie depende del tipo de modificadores de superficie, del proceso de modificación y del equipo de modificación. Diferentes modificadores de superficie requieren diferentes métodos de preparación. Por ejemplo, en el caso de los agentes acoplantes de silano, los silanoles se unen a la superficie de los polvos. Por lo tanto, para lograr un buen efecto de modificación (adsorción química), es mejor hidrolizar antes de agregar. Para otros modificadores de superficie orgánicos que deben diluirse y disolverse antes de su uso, como titanato, aluminato, ácido esteárico, etc., se deben utilizar los disolventes orgánicos correspondientes como etanol anhidro, tolueno, éter, acetona, etc. para la dilución y disolución. . Para los modificadores de superficie orgánicos como el ácido esteárico, titanato, aluminato, etc. que no son directamente solubles en agua utilizados en el proceso de modificación húmeda, deben saponificarse, amonizarse o emulsionarse con anticipación para convertirse en productos que puedan disolverse en agua. (2) Método de suma La mejor manera de agregar modificadores de superficie es hacer que los modificadores de superficie y los polvos entren en contacto de manera uniforme y completa para lograr un alto grado de dispersión de los modificadores de superficie y un recubrimiento uniforme de los modificadores de superficie sobre la superficie de la partícula. Por lo tanto, es mejor utilizar un método de pulverización o goteo (adición) continuo vinculado a la velocidad de alimentación del polvo. Por supuesto, sólo un modificador de superficie en polvo continuo puede lograr la adición continua de modificadores de superficie. El método de preparación de modificadores de superficies inorgánicos es relativamente especial y es necesario considerar múltiples factores como el pH de la solución, la concentración, la temperatura y los aditivos. Por ejemplo, cuando se recubre dióxido de titanio sobre la superficie de la moscovita, el sulfato de titanilo o el tetracloruro de titanio deben hidrolizarse previamente. (3) Orden de adición de medicamentos Cuando se utilizan más de dos modificadores de superficie para tratar el polvo, el orden de adición de los fármacos también tiene cierta influencia en el efecto final de modificación de la superficie. Al determinar el orden de adición de modificadores de superficie, primero debemos analizar el papel de cada uno de los dos modificadores de superficie y el modo de acción en la superficie del polvo (si es principalmente adsorción física o adsorción química). En términos generales, primero se agrega el modificador de superficie que desempeña el papel principal y se adsorbe principalmente químicamente, y luego se agrega el modificador de superficie que desempeña el papel secundario y es principalmente adsorción física. Por ejemplo, cuando se mezclan un agente de acoplamiento y ácido esteárico, en términos generales, el agente de acoplamiento se debe agregar primero y el ácido esteárico después, porque el propósito principal de agregar ácido esteárico es mejorar la hidrofobicidad y lipofilicidad del polvo. y reducir la cantidad de agente de acoplamiento y el coste de la operación de modificación.