Você conhece os modificadores para modificação da superfície do pó?

O modificação da superfície do pó é alcançada principalmente por meio da ação de modificadores de superfície em suas superfícies. Portanto, a fórmula do modificador (tipos, dosagem, uso) impacta criticamente a eficácia da modificação e o desempenho final do produto. As fórmulas de modificadores de superfície são altamente direcionadas (“uma chave específica para uma fechadura específica”), envolvendo seleção do tipo, determinação da dosagem e métodos de aplicação.

Triagem de modificadores de superfície

Propriedades das matérias-primas em pó

As propriedades dos materiais em pó incluem principalmente acidez, alcalinidade, estrutura de superfície, grupos funcionais, adsorção e características de reação química.
É melhor escolher modificadores de superfície que possam reagir quimicamente ou adsorver às partículas de pó. A adsorção física pode ser facilmente dessorvida sob forte agitação ou compressão durante aplicações posteriores.

Por exemplo, minerais de silicato ácidos, como quartzo, feldspato, mica e caulim, podem se ligar a agentes de acoplamento de silano, formando forte adsorção química. Agentes de acoplamento de titanatos e aluminatos podem adsorver quimicamente minerais alcalinos à base de carbonato sob certas condições e até certo ponto.

Uso do produto

A aplicação do produto é o fator mais importante na escolha de modificadores de superfície, juntamente com a compatibilidade e compatibilidade com os componentes do sistema de aplicação. Por exemplo:

• Você pode escolher a modificação da superfície orgânica para melhorar a compatibilidade e a dispersão de pós inorgânicos em polímeros orgânicos, melhorando a resistência do material e o desempenho geral.
• Você pode escolher a modificação de intercalação para obter novos compostos de intercalação minerais, como compostos de intercalação de argila ou grafite.
• Você pode escolher sílica revestida de superfície para substituir a sílica e complementar suas deficiências em certas propriedades.
• Você pode escolher dióxido de titânio com revestimento de superfície para substituir o dióxido de titânio ou reduzir seu uso.
• Você pode selecionar partículas metálicas com revestimento de superfície para melhorar certas propriedades especiais de produtos de borracha.
• Você pode selecionar óxidos metálicos com revestimento de superfície, como óxido de titânio, óxido de cromo ou óxido de ferro para melhorar os benefícios ópticos e os efeitos visuais dos produtos.

Modificação processo

O processo de modificação também é um fator importante a ser considerado na escolha de modificadores de superfície, como temperatura, pressão e fatores ambientais. Todos os modificadores de superfície orgânicos se decompõem em determinadas temperaturas. Por exemplo, o ponto de ebulição dos agentes de acoplamento de silano varia entre 100 e 310 °C, dependendo do tipo. Portanto, a temperatura de decomposição ou o ponto de ebulição do modificador de superfície escolhido deve ser, preferencialmente, superior à temperatura de processamento durante a aplicação.

Para processos úmidos, a solubilidade em água dos modificadores de superfície deve ser considerada. Somente modificadores solúveis em água podem interagir totalmente com partículas de pó em ambientes úmidos.
Por exemplo, adicionar ácido esteárico diretamente ao carbonato de cálcio em um processo úmido não atinge o efeito desejado. Isso resulta em baixa eficiência, perda severa de modificador após a filtração e descarga orgânica excessiva no filtrado. Portanto, é necessário saponificar, amonizar ou emulsionar modificadores que não se dissolvem em água para garantir a dispersão em soluções aquosas.

Preço e fatores ambientais

É importante atender aos requisitos de desempenho do aplicativo ou otimizá-los.
Sob essa premissa, é preferível escolher modificadores de superfície mais acessíveis.
Isso ajuda a reduzir o custo da modificação da superfície. Ao mesmo tempo, é importante selecionar modificadores de superfície que não causem poluição ambiental.

Dosagem de modificador de superfície

Teoricamente, a quantidade ideal de modificador de superfície é a quantidade necessária para a adsorção em monocamada. Essa adsorção ocorre na superfície da partícula. Essa quantidade está relacionada à área superficial específica do material em pó e à área da seção transversal molecular do modificador de superfície. No entanto, essa quantidade não é necessariamente a quantidade necessária para a cobertura da superfície do 100%.
Pode não atingir cobertura total.

Para modificações de revestimentos superficiais inorgânicos, diferentes taxas de revestimento e espessuras de membrana podem apresentar características distintas, como cor e brilho. Portanto, a quantidade ideal deve ser determinada por meio de testes de desempenho de modificação e aplicação. Isso ocorre porque a quantidade de modificador de superfície não depende apenas da dispersão e uniformidade do revestimento durante a modificação, mas também dos requisitos específicos do sistema de aplicação para as propriedades superficiais e indicadores técnicos do pó.

Para modificação úmida, a quantidade real de revestimento do modificador de superfície na superfície do pó não é necessariamente igual à quantidade utilizada. Isso ocorre porque uma parte do modificador de superfície não reage com as partículas do pó e é perdida durante a filtração. Portanto, a quantidade real utilizada deve ser maior do que a necessária para atingir a adsorção em monocamada.

Como usar modificadores de superfície

O método de aplicação dos modificadores de superfície é uma parte importante da formulação do modificador de superfície. Ele tem um impacto significativo no efeito de modificação da superfície do pó.

Um bom método de aplicação pode melhorar a dispersão do modificador de superfície e potencializar seu efeito de modificação de superfície. Por outro lado, a aplicação inadequada pode levar ao aumento do uso do modificador e à falha em atingir o efeito de modificação desejado. Os métodos de aplicação de modificadores de superfície incluem técnicas de preparação, dispersão e adição, bem como a sequência de adição de múltiplos modificadores quando usados em conjunto.

Preparação

O método de preparação dos modificadores de superfície depende do tipo, do processo de modificação e do equipamento. Diferentes modificadores de superfície requerem diferentes métodos de preparação. Para agentes de acoplamento de silano, o grupo silanol reage com a superfície do pó. Portanto, é necessário realizar a hidrólise antes do uso.

Para outros modificadores orgânicos, como titanatos, aluminatos e ácido esteárico, dilua-os ou dissolva-os com solventes orgânicos apropriados. Use solventes como etanol anidro, tolueno, éter ou acetona para diluição e dissolução.
Para modificadores como ácido esteárico, titanatos e aluminatos, que não podem se dissolver em água, pré-saponifique-os, amonize-os ou emulsione-os para torná-los solúveis em água.

Adicionar método

O melhor método para adicionar modificadores de superfície é garantir um contato uniforme e completo com o pó, alcançando alta dispersão e um revestimento uniforme na superfície da partícula. Portanto, você deve usar um método de pulverização ou gotejamento contínuo (adição) vinculado à taxa de alimentação do pó. Somente máquinas de modificação de superfície de pó contínuo podem alcançar a adição contínua de modificadores de superfície.
O método de preparação para modificadores de superfície inorgânicos é mais específico e requer consideração de fatores como pH, concentração, temperatura e aditivos. Por exemplo, ao revestir muscovita com dióxido de titânio, você deve pré-hidrolisar sulfato de titânio ou tetracloreto de titânio.

Ordem de dosagem

Ao utilizar mais de um modificador de superfície para tratar o pó, a ordem de adição afeta o efeito final da modificação da superfície. Primeiramente, analise o papel de cada modificador de superfície e sua interação com a superfície do pó. Determine se a adsorção física ou a adsorção química é a interação primária. Geralmente, adicione primeiro o modificador com efeito primário e adsorção química. Adicione o modificador com efeitos secundários e adsorção física em seguida.
Por exemplo, ao misturar um agente de acoplamento e ácido esteárico, adicione o agente de acoplamento primeiro. O principal objetivo da adição de ácido esteárico é aumentar a hidrofobicidade e reduzir o uso de agente de acoplamento, reduzindo os custos de modificação.

Por exemplo, ao misturar um agente de acoplamento e ácido esteárico, geralmente você deve adicionar o agente de acoplamento primeiro, seguido pelo ácido esteárico. O principal objetivo da adição de ácido esteárico é aumentar a hidrofobicidade do pó e reduzir a quantidade de agente de acoplamento, reduzindo os custos de modificação.

Conclusão

Na modificação da superfície de pós, a seleção do modificador correto, o controle da dosagem e o uso de métodos de aplicação adequados são cruciais. Esses fatores afetam diretamente o efeito da modificação e o desempenho final do produto. Portanto, eles devem ser projetados e ajustados com base nas necessidades e condições específicas do processo.

Pó épico

Epic Powder, com mais de 20 anos de experiência na indústria de pós ultrafinos. Promovemos ativamente o desenvolvimento futuro de pós ultrafinos, com foco nos processos de britagem, moagem, classificação e modificação de pós ultrafinos. Entre em contato conosco para uma consulta gratuita e soluções personalizadas! Nossa equipe de especialistas se dedica a fornecer produtos e serviços de alta qualidade para maximizar o valor do seu processamento de pós. Epic Powder — Seu especialista confiável em processamento de pós!