Connaissez-vous les modificateurs pour la modification de surface des poudres ?

Le modification de surface de poudre L'obtention de ces résultats est principalement assurée par l'action des modificateurs de surface sur leurs surfaces. Par conséquent, la formule du modificateur (types, dosage, utilisation) a un impact crucial sur son efficacité et les performances du produit final. Les formules des modificateurs de surface sont très ciblées (« une clé spécifique pour une serrure spécifique »), impliquant le choix du type, la détermination du dosage et les méthodes d'application.

Criblage des modificateurs de surface

Propriétés des matières premières en poudre

Les propriétés des matériaux en poudre comprennent principalement l'acidité, l'alcalinité, la structure de surface, les groupes fonctionnels, l'adsorption et les caractéristiques de réaction chimique.
Il est préférable de choisir des modificateurs de surface capables de réagir chimiquement ou d'adsorber les particules de poudre. L'adsorption physique peut se désorber facilement sous forte agitation ou compression lors d'applications ultérieures.

Par exemple, les minéraux silicatés acides comme le quartz, le feldspath, le mica et le kaolin peuvent se lier aux agents de couplage silane, formant ainsi une forte adsorption chimique. Les agents de couplage titanates et aluminates peuvent s'adsorber chimiquement sur les minéraux alcalins à base de carbonate, sous certaines conditions et dans une certaine mesure.

Utilisation du produit

L'application du produit est le facteur le plus important lors du choix des modificateurs de surface, au même titre que la compatibilité avec les composants du système d'application. Par exemple :

• Vous pouvez choisir une modification de surface organique pour améliorer la compatibilité et la dispersion des poudres inorganiques dans les polymères organiques, améliorant ainsi la résistance du matériau et les performances globales.
• Vous pouvez choisir la modification d'intercalation pour obtenir de nouveaux composés d'intercalation minéraux, tels que des composés d'intercalation d'argile ou de graphite.
• Vous pouvez choisir de la silice enrobée en surface pour remplacer la silice et compléter ses déficiences dans certaines propriétés.
• Vous pouvez choisir du dioxyde de titane à revêtement de surface pour remplacer le dioxyde de titane ou réduire son utilisation.
• Vous pouvez sélectionner des particules métalliques revêtues en surface pour améliorer certaines propriétés spéciales des produits en caoutchouc.
• Vous pouvez sélectionner des oxydes métalliques revêtus de surface tels que l'oxyde de titane, l'oxyde de chrome ou l'oxyde de fer pour améliorer les avantages optiques et les effets visuels des produits.

Modification processus

Le procédé de modification est également un facteur important à prendre en compte lors du choix des modificateurs de surface, notamment la température, la pression et les facteurs environnementaux. Tous les modificateurs de surface organiques se décomposent à certaines températures. Par exemple, le point d'ébullition des agents de couplage silane varie entre 100 et 310 °C selon le type. Par conséquent, la température de décomposition ou le point d'ébullition du modificateur de surface choisi doit de préférence être supérieur à la température de traitement lors de l'application.

Pour les procédés humides, la solubilité dans l'eau des modificateurs de surface doit être prise en compte. Seuls les modificateurs hydrosolubles peuvent interagir pleinement avec les particules de poudre en milieu humide.
Par exemple, l'ajout d'acide stéarique directement au carbonate de calcium dans un procédé par voie humide ne permet pas d'obtenir l'effet souhaité. Il en résulte une faible efficacité, une perte importante de modificateur après filtration et un rejet organique excessif dans le filtrat. Par conséquent, il est nécessaire de saponifier, d'ammonier ou d'émulsionner les modificateurs non solubles dans l'eau afin d'assurer leur dispersion en solution aqueuse.

Prix et facteurs environnementaux

Il est important de répondre aux exigences de performances des applications ou de les optimiser.
Dans ce contexte, il est préférable de choisir des modificateurs de surface plus abordables.
Cela permet de réduire le coût des modifications de surface. Parallèlement, il est important de sélectionner des modificateurs de surface qui ne polluent pas l'environnement.

Dosage du modificateur de surface

Théoriquement, la quantité optimale de modificateur de surface est celle nécessaire à l'adsorption monocouche. Cette adsorption se produit à la surface des particules. Cette quantité est liée à la surface spécifique de la poudre et à la section moléculaire du modificateur de surface. Cependant, cette quantité n'est pas nécessairement celle requise pour la couverture de surface du 100%.
Il se peut que la couverture ne soit pas complète.

Pour la modification des revêtements de surface inorganiques, les taux de revêtement et les épaisseurs de membrane peuvent présenter des caractéristiques différentes, telles que la couleur et la brillance. Par conséquent, la quantité optimale doit être déterminée par des essais de modification et de performance d'application. En effet, la quantité de modificateur de surface dépend non seulement de la dispersion et de l'uniformité du revêtement pendant la modification, mais aussi des exigences spécifiques du système d'application en termes de propriétés de surface de la poudre et d'indicateurs techniques.

Pour la modification par voie humide, la quantité réelle de modificateur de surface déposée sur la poudre n'est pas nécessairement égale à la quantité utilisée. En effet, une partie du modificateur de surface ne réagit pas avec les particules de poudre et est perdue lors de la filtration. Par conséquent, la quantité réellement utilisée doit être supérieure à la quantité nécessaire pour obtenir une adsorption monocouche.

Comment utiliser les modificateurs de surface

La méthode d'application des modificateurs de surface est un élément important de leur formulation. Elle a un impact significatif sur l'effet de modification de surface de la poudre.

Une bonne méthode d'application peut améliorer la dispersion du modificateur de surface et renforcer son effet de modification. En revanche, une application incorrecte peut entraîner une utilisation accrue du modificateur et empêcher l'obtention de l'effet souhaité. Les méthodes d'application des modificateurs de surface comprennent les techniques de préparation, de dispersion et d'ajout, ainsi que la séquence d'ajout de plusieurs modificateurs lorsqu'ils sont utilisés ensemble.

Préparation

La méthode de préparation des modificateurs de surface dépend du type, du procédé de modification et de l'équipement. Chaque modificateur de surface nécessite des méthodes de préparation différentes. Pour les agents de couplage silane, le groupe silanol réagit avec la surface de la poudre. Il est donc nécessaire de procéder à une hydrolyse avant utilisation.

Pour les autres modificateurs organiques tels que les titanates, les aluminates et l'acide stéarique, diluez-les ou dissolvez-les avec des solvants organiques appropriés. Utilisez des solvants comme l'éthanol anhydre, le toluène, l'éther ou l'acétone pour la dilution et la dissolution.
Pour les modificateurs comme l'acide stéarique, les titanates et les aluminates, qui ne peuvent pas se dissoudre dans l'eau, pré-saponifiez-les, ammoniez-les ou émulsionnez-les pour les rendre solubles dans l'eau.

Ajouter une méthode

La meilleure méthode pour ajouter des modificateurs de surface consiste à assurer un contact uniforme et complet avec la poudre, afin d'obtenir une dispersion élevée et un revêtement uniforme à la surface des particules. Il est donc conseillé d'utiliser une méthode de pulvérisation ou de goutte-à-goutte continue, adaptée au débit d'alimentation en poudre. Seules les machines de modification continue de la surface des poudres permettent un ajout continu de modificateurs de surface.
La méthode de préparation des modificateurs de surface inorganiques est plus spécifique et nécessite la prise en compte de facteurs tels que le pH, la concentration, la température et les additifs. Par exemple, lors du revêtement de muscovite avec du dioxyde de titane, vous devez pré-hydrolyser le sulfate de titane ou le tétrachlorure de titane.

Ordre de dosage

Lors de l'utilisation de plusieurs modificateurs de surface pour traiter une poudre, l'ordre d'ajout affecte l'effet final de modification de surface. Commencez par analyser le rôle de chaque modificateur de surface et son interaction avec la surface de la poudre. Déterminez si l'interaction principale est l'adsorption physique ou chimique. En général, ajoutez d'abord le modificateur ayant l'effet principal et l'adsorption chimique. Ajoutez ensuite le modificateur ayant les effets secondaires et l'adsorption physique.
Par exemple, lors du mélange d'un agent de couplage et d'acide stéarique, ajoutez d'abord l'agent de couplage. L'ajout d'acide stéarique a pour principal objectif d'améliorer l'hydrophobicité et de réduire l'utilisation d'agent de couplage, diminuant ainsi les coûts de modification.

Par exemple, lors du mélange d'un agent de couplage et d'acide stéarique, il faut généralement ajouter l'agent de couplage en premier, puis l'acide stéarique. L'ajout d'acide stéarique a pour principal objectif d'améliorer l'hydrophobicité de la poudre et de réduire la quantité d'agent de couplage, diminuant ainsi les coûts de modification.

Conclusion

Lors de la modification de surface des poudres, le choix du modificateur approprié, le contrôle du dosage et l'utilisation de méthodes d'application appropriées sont essentiels. Ces facteurs influencent directement l'effet de la modification et les performances du produit final. Par conséquent, ils doivent être conçus et ajustés en fonction des besoins et des conditions de procédé spécifiques.

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