¿Conoces los modificadores para la modificación de la superficie del polvo?

El modificación de la superficie del polvo Se logra principalmente mediante modificadores de superficie que actúan sobre sus superficies. Por lo tanto, la fórmula del modificador (tipos, dosis, uso) influye críticamente en la eficacia de la modificación y el rendimiento del producto final. Las fórmulas de los modificadores de superficie son muy específicas ("una llave específica para una cerradura específica"), lo que implica la selección del tipo, la determinación de la dosis y los métodos de aplicación.

Cribado de modificadores de superficie

Propiedades de las materias primas en polvo

Las propiedades de los materiales en polvo incluyen principalmente acidez, alcalinidad, estructura superficial, grupos funcionales, adsorción y características de reacción química.
Es mejor elegir modificadores de superficie que puedan reaccionar químicamente o adsorberse a las partículas de polvo. La adsorción física puede desorberse fácilmente con agitación o compresión fuertes durante aplicaciones posteriores.

Por ejemplo, los minerales de silicato ácidos, como el cuarzo, el feldespato, la mica y el caolín, pueden unirse con agentes de acoplamiento de silano, generando una fuerte adsorción química. Los agentes de acoplamiento de titanatos y aluminatos pueden adsorberse químicamente en minerales alcalinos a base de carbonato en ciertas condiciones y en cierta medida.

Uso del producto

La aplicación del producto es el factor más importante al elegir modificadores de superficie, junto con la compatibilidad con los componentes del sistema de aplicación. Por ejemplo:

• Puede elegir la modificación de superficie orgánica para mejorar la compatibilidad y dispersión de polvos inorgánicos en polímeros orgánicos, mejorando la resistencia del material y el rendimiento general.
• Puede elegir la modificación de intercalación para obtener nuevos compuestos de intercalación minerales, como compuestos de intercalación de arcilla o grafito.
• Se puede elegir sílice con recubrimiento superficial para sustituir la sílice y complementar sus deficiencias en determinadas propiedades.
• Puede elegir dióxido de titanio con revestimiento superficial para reemplazar el dióxido de titanio o reducir su uso.
• Se pueden seleccionar partículas metálicas recubiertas de superficie para mejorar ciertas propiedades especiales de los productos de caucho.
• Puede seleccionar óxidos metálicos con revestimiento superficial, como óxido de titanio, óxido de cromo u óxido de hierro, para mejorar los beneficios ópticos y los efectos visuales de los productos.

Modificación proceso

El proceso de modificación también es un factor importante a considerar al elegir modificadores de superficie, como la temperatura, la presión y los factores ambientales. Todos los modificadores de superficie orgánicos se descomponen a ciertas temperaturas. Por ejemplo, el punto de ebullición de los agentes de acoplamiento de silano varía entre 100 y 310 °C, según el tipo. Por lo tanto, es preferible que la temperatura de descomposición o el punto de ebullición del modificador de superficie elegido sean superiores a la temperatura de procesamiento durante la aplicación.

En procesos húmedos, se debe considerar la solubilidad en agua de los modificadores de superficie. Solo los modificadores solubles en agua pueden interactuar plenamente con las partículas de polvo en ambientes húmedos.
Por ejemplo, añadir ácido esteárico directamente al carbonato de calcio en un proceso húmedo no logra el efecto deseado. Esto resulta en una baja eficiencia, una pérdida importante de modificador tras la filtración y una descarga orgánica excesiva en el filtrado. Por lo tanto, es necesario saponificar, amoniar o emulsionar los modificadores solubles en agua para garantizar su dispersión en soluciones acuosas.

Precio y factores ambientales

Es importante cumplir con los requisitos de rendimiento de las aplicaciones u optimizarlos.
Bajo esta premisa, es preferible optar por modificadores de superficie más asequibles.
Esto ayuda a reducir el costo de la modificación de superficies. Al mismo tiempo, es importante seleccionar modificadores de superficie que no contaminen el medio ambiente.

Dosificación del modificador de superficie

En teoría, la cantidad óptima de modificador de superficie es la necesaria para la adsorción en monocapa. Esta adsorción se produce en la superficie de la partícula. Esta cantidad está relacionada con la superficie específica del material en polvo y el área de la sección transversal molecular del modificador de superficie. Sin embargo, esta cantidad no es necesariamente la necesaria para la cobertura superficial del 100%.
Es posible que no logre una cobertura completa.

Para la modificación de recubrimientos superficiales inorgánicos, las diferentes tasas de recubrimiento y espesores de membrana pueden presentar características diferentes, como el color y el brillo. Por lo tanto, la cantidad óptima real debe determinarse mediante pruebas de modificación y rendimiento de la aplicación. Esto se debe a que la cantidad de modificador de superficie no solo depende de la dispersión y uniformidad del recubrimiento durante la modificación, sino también de los requisitos específicos del sistema de aplicación para las propiedades superficiales del polvo y los indicadores técnicos.

Para la modificación en húmedo, la cantidad real de modificador de superficie que recubre la superficie del polvo no es necesariamente igual a la cantidad utilizada. Esto se debe a que una parte del modificador de superficie no reacciona con las partículas de polvo y se pierde durante la filtración. Por lo tanto, la cantidad real utilizada debe ser mayor que la necesaria para lograr la adsorción en monocapa.

Cómo utilizar modificadores de superficie

El método de aplicación de los modificadores de superficie es un aspecto importante de su formulación. Tiene un impacto significativo en el efecto de modificación superficial del polvo.

Un buen método de aplicación puede mejorar la dispersión del modificador de superficie y potenciar su efecto de modificación. Por otro lado, una aplicación incorrecta puede provocar un mayor uso del modificador y la imposibilidad de lograr el efecto deseado. Los métodos de aplicación de los modificadores de superficie incluyen técnicas de preparación, dispersión y adición, así como la secuencia de adición de varios modificadores cuando se utilizan conjuntamente.

Preparación

El método de preparación de los modificadores de superficie depende del tipo, el proceso de modificación y el equipo. Cada modificador de superficie requiere un método de preparación distinto. En el caso de los agentes de acoplamiento de silano, el grupo silanol reacciona con la superficie del polvo. Por lo tanto, se recomienda realizar una hidrólisis antes de su uso.

Para otros modificadores orgánicos, como titanatos, aluminatos y ácido esteárico, dilúyalos o disuélvalos con disolventes orgánicos adecuados. Utilice disolventes como etanol anhidro, tolueno, éter o acetona para la dilución y disolución.
Para modificadores como el ácido esteárico, los titanatos y los aluminatos, que no se pueden disolver en agua, presaponifíquelos, amoníquelos o emulsione para hacerlos solubles en agua.

Agregar método

El mejor método para añadir modificadores de superficie es asegurar un contacto uniforme y completo con el polvo, logrando una alta dispersión y un recubrimiento uniforme sobre la superficie de la partícula. Por lo tanto, se recomienda utilizar un método de pulverización o goteo continuo (adición) en función de la velocidad de alimentación del polvo. Solo las máquinas de modificación continua de superficies con polvo permiten lograr una adición continua de modificadores de superficie.
El método de preparación de modificadores de superficie inorgánicos es más específico y requiere la consideración de factores como el pH, la concentración, la temperatura y los aditivos. Por ejemplo, al recubrir moscovita con dióxido de titanio, se debe hidrolizar previamente el sulfato de titanio o el tetracloruro de titanio.

Orden de dosificación

Al utilizar más de un modificador de superficie para tratar el polvo, el orden de adición afecta el efecto final de la modificación superficial. Primero, analice la función de cada modificador de superficie y su interacción con la superficie del polvo. Determine si la adsorción física o la adsorción química es la interacción principal. Generalmente, se añade primero el modificador con el efecto principal y la adsorción química. Después, se añade el modificador con los efectos secundarios y la adsorción física.
Por ejemplo, al mezclar un agente de acoplamiento con ácido esteárico, agregue primero el agente de acoplamiento. El objetivo principal de agregar ácido esteárico es mejorar la hidrofobicidad y reducir el uso de agente de acoplamiento, lo que disminuye los costos de modificación.

Por ejemplo, al mezclar un agente de acoplamiento con ácido esteárico, generalmente se debe agregar primero el agente de acoplamiento y luego el ácido esteárico. El objetivo principal de agregar ácido esteárico es mejorar la hidrofobicidad del polvo y reducir la cantidad de agente de acoplamiento, lo que disminuye los costos de modificación.

Conclusión

En la modificación de la superficie de polvos, la selección del modificador adecuado, el control de la dosificación y el uso de métodos de aplicación adecuados son cruciales. Estos factores afectan directamente el efecto de la modificación y el rendimiento del producto final. Por lo tanto, deben diseñarse y ajustarse según las necesidades específicas y las condiciones del proceso.

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