Cinq méthodes majeures de modification de surface et caractéristiques du nano sulfate de baryum
Cinq méthodes majeures de modification de surface et caractéristiques du nano sulfate de baryum
En tant que nouveau type de matériau inorganique, le sulfate de nano-baryum est largement utilisé dans de nombreux domaines en raison de ses avantages de surface spécifique élevée, d'activité élevée et de bonne dispersibilité.
Cependant, d'une part, le nano sulfate de baryum a des propriétés hydrophiles et oléophobes, et il existe une grande différence de polarité entre lui et la matrice polymère, il est donc facile de s'agglomérer dans le polymère et sa dispersibilité est mauvaise, ce qui réduit son propriétés mécaniques; d'autre part, en raison du nanomètre, le sulfate de baryum a une activité de surface élevée et il est facile de s'agglomérer ou de s'agglomérer entre des particules adjacentes, ce qui affecte son application en production.
Par conséquent, afin d'améliorer la dispersibilité du sulfate de baryum dans le polymère et d'améliorer les performances globales du sulfate de nano-baryum dans les matériaux composites, il est nécessaire de modifier la surface du sulfate de nano-baryum pour élargir sa gamme d'applications.
1. Modification de l'agent de couplage
L'agent de couplage est une sorte de substance avec une structure amphotère, qui peut relier le groupe inorganique-phile et le groupe organique-phile, c'est-à-dire que l'agent de couplage agit comme un pont moléculaire, de manière à créer l'interface entre l'inorganique et l'organique. matière. amélioré. Les agents de couplage typiques comprennent les silanes, les aluminates, les titanates et similaires.
Le silane est un agent de couplage largement utilisé et utilisé en grande quantité. Il est très efficace pour les nanoparticules inorganiques comportant des groupes hydroxyle à la surface, mais l'agent de couplage silane général a une faible force de liaison à la surface du sulfate de baryum. Le plus efficace est l'agent de couplage à plusieurs composants, qui peut silaniser la surface du nano-sulfate de baryum, ce qui est coûteux et compliqué à utiliser.
L'agent de couplage titanate a un bon effet de modification sur la plupart des particules inorganiques, car le titanate peut former une liaison chimique avec les protons libres à la surface du nano sulfate de baryum, formant ainsi un film organique sur sa surface, ce qui entraîne des propriétés de surface. des changements se sont produits. Cependant, en raison de son prix élevé et de la présence d’ingrédients nocifs pour la santé humaine, son application est de moins en moins répandue.
L'agent de couplage aluminate est un nouveau type d'agent de couplage. Les groupes alcoxy facilement hydrolysables de la molécule réagissent chimiquement avec les protons libres à la surface du sulfate de baryum pour produire un film monomoléculaire et former des liaisons Al-O irréversibles. Améliorant ainsi les performances du produit, ses performances sont également meilleures que celles des autres agents de couplage.
2. Modification du tensioactif
Une extrémité de la molécule tensioactive est un groupe alkyle à longue chaîne, qui peut être uniformément dispersé dans la matrice polymère ; l'autre extrémité est un groupe hydrophile polaire, qui peut physiquement s'adsorber ou réagir chimiquement avec la surface du sulfate de baryum, et est enveloppé sur la surface du sulfate de baryum. objectif de modification. Les tensioactifs couramment utilisés sont les acides gras supérieurs et leurs sels, les alcools, les amines, les phosphates, etc.
Les tensioactifs ont un faible coût, de nombreux types et un rendement important. Différents types de tensioactifs peuvent être utilisés pour synthétiser des produits aux propriétés différentes. La technologie de modification est relativement mature, elle est donc de plus en plus utilisée. L'acide gras (sel) est un modificateur de surface relativement courant et peu coûteux pour le sulfate de baryum, et le sulfate de nano-baryum modifié a une bonne dispersibilité et une bonne affinité dans le polymère. Le nano sulfate de baryum modifié n'est pas facile à précipiter dans l'eau en raison de sa tension superficielle, de sorte que le degré d'activation peut être utilisé pour refléter la qualité de l'effet de modification de surface.
3. Modification du modificateur composé
Le modificateur composé est une formule composée composée de 2 modificateurs simples ou plus, tels que le palmitate de sodium/stéarate de sodium, le stéarate de sodium/sulfate de zinc, le stéarate de sodium/dodécane, le sulfonate de sodium/l'éther polyoxyéthylène d'alcool allylique et d'autres modificateurs composites. Lors de la modification du nano sulfate de baryum, le choix d'un modificateur composite peut tirer pleinement parti des avantages de chaque modificateur, de sorte que l'effet de modification soit meilleur que l'effet de modification unique et réponde aux besoins de spécialisation et de fonctionnalisation.
Zhang Beibei et coll. utilisé du stéarate de sodium pour modifier la surface du sulfate de baryum ultrafin. L'étude a révélé que la température et la fraction massique étaient toutes deux réduites, que la consommation d'énergie était économisée et que le degré d'activation atteignait 99,90 %. Après modification avec un modificateur composite palmitate de sodium/stéarate de sodium, la résistance thermique du produit est améliorée par rapport à l'effet d'une modification avec un seul modificateur, la distribution granulométrique est rétrécie et la taille moyenne des particules est de 0,89 μm (non modifié). ) réduit à 0,78 µm. En effet, les groupes polaires du modificateur réagissent avec les particules de sulfate de baryum et les groupes non polaires sont recouverts à l'extérieur. Après modification du composé, les longues chaînes carbonées s’entrelacent les unes avec les autres pour former une structure en réseau, ce qui renforce son hydrophobie. L'utilisation de cette méthode de modification sera l'une des tendances du développement futur.
4. Modification de la réaction de précipitation
La méthode de modification de la réaction de précipitation est une méthode dans laquelle un modificateur est ajouté à la réaction par une réaction de précipitation chimique pour former un film de revêtement sur la surface du sulfate de baryum.
Cette méthode de modification présente un faible coût de production, une opération simple et un contrôle facile des conditions de précipitation, et constitue l'une des méthodes couramment utilisées pour modifier les surfaces des particules. La taille et la morphologie des particules préparées par différents modificateurs et précipitants sont également différentes.
