Kaolin Yüzey Modifikasyonu: Mekanizmalar, Yöntemler ve Endüstriyel Uygulamalar

Kaolin önemli bir yenilenemeyen metalik olmayan mineral kaynağıdır ve büyük, yüksek kaliteli kaolin yatakları şu anda nadirdir. Kaolin üzerine sürekli araştırmalarla, alt akış endüstrileri orta ila yüksek kaliteli ürün talebine doğru kaymaktadır. Yüksek kaliteli kaolin için pazar talebi, genel pazardan daha hızlı büyümektedir ve bu da Çin'deki arz-talep çelişkilerini yoğunlaştırmaktadır. Bu nedenle, araştırmacıların kaolinin çeşitli endüstriyel uygulamalar için ideal hale getirilmesi için çeşitli işleme teknolojileri uygulamaları ve böylece farklı pazarlara yönelmeleri gerekmektedir. Kaolin yüzey modifikasyonu Malzemenin özelliklerini geliştirerek çeşitli endüstriyel uygulamalar için daha uygun hale getiren önemli bir işlemdir.

İnorganik değişiklik

Titanyum dioksiti kurtarmanın bir yolu, yüzey modifikasyonu ve ultra ince işleme ile titanyum dioksit tozunu inert kaolin parçacıklarının yüzeyine kaplamaktır. Üreticiler bu kompozit titanyum beyaz tozunu plastiklerde, kauçukta, kağıtta ve kaplamalarda pigment olarak kullanabilirler.

Organik modifikasyon

Kaolin dolgularının organik yüzey modifikasyonunun amacı, kauçuk, kablo, plastik, boya, kaplama ve kimyasal taşıyıcılardaki uygulama performanslarını iyileştirmektir. Yaygın yüzey modifikatörleri arasında silan birleştirme ajanları, organosilikon (silikon yağı), polimerler, yüzey aktif maddeler ve organik asitler bulunur.

Silan birleştirme maddesi modifikasyonu

Araştırmacılar genellikle kaolin için en etkili yüzey değiştiriciler olarak silan bağlama ajanlarını kullanırlar. Değiştirme süreci nispeten basittir ve genellikle kaolin ve hazırlanan silan bağlama ajanının işlem için bir yüzey değiştirme makinesine eklenmesini içerir. İşlem sonuçlarını etkileyen birçok faktör vardır, örneğin kaolinin viskozitesi ve yüzey özellikleri (yüzey fonksiyonel grupları ve reaktivite), silan bağlama ajanının türü, miktarı ve uygulaması ve işlem süresi ve sıcaklığı.

Modifiye edilmiş silikon yağı

Elektrik telleri ve kablolarında (PVC gibi) dolgu maddesi olarak kullanılan kaolin, genellikle silikon yağı ile yüzey modifiye edilir. Kaolin, kalsinasyondan sonra yapısal suyu uzaklaştırır ve sonuç olarak, ortaya çıkan metakaolin yüzeyi silikon yağı moleküllerindeki oksijenle kolayca reaksiyona girer. Sonuç olarak, bu işlem silikon yağının kalsine edilmiş kaolin parçacıklarının dış tabakasını kaplamasına izin verir ve böylece moleküler kalınlıkta hidrofobik bir film oluşturur. Dahası, araştırmalar silikon yağı miktarı ve işlem süresi arttıkça kalsine edilmiş kaolinin hidrofobisitesinin arttığını göstermektedir.

Organik asit modifikasyonu

Silan kaplı kaolin dolgularının üretim maliyeti nispeten yüksektir.
ABD Patenti 4.798.766, aminasyon işlemini, ardından oksalik asit, dekanoik asit ve dikarboksilik asitler gibi doymamış organik asitlerle aminlenmiş kaolin ve diğer silikat mineral dolgu maddelerinin yüzey işlemini kullanır. Bu yöntemle işlenen modifiye edilmiş kaolin, Naylon 66'da dolgu maddesi olarak kullanılabilir.

Organik amin modifikasyonu

Oktadesilamin gibi katyonik yüzey aktif maddeler de kaolinin yüzey modifikasyonu için kullanılabilir. Polar grupları kimyasal ve fiziksel adsorpsiyon yoluyla kaolin parçacıklarının yüzeyiyle etkileşime girer.

Araya ekleme modifikasyonu

Kaolin birim katmanları, kolayca hidrojen bağları oluşturan -OH bağları ve Si-O bağları içerir. Ek olarak, küçük katmanlar arası boşluk, bazı küçük polar moleküllerin katmanlar arasına girmesine izin vererek katmanlar arası mesafeyi genişletir. Bu işlem, katmanlar arası hidrofilikliği oleofilikliğe dönüştürerek katmanlar arası yüzey enerjisini azaltır ve bir ikame işlemi yoluyla diğer organik makromoleküllerin araya girmesini kolaylaştırır.

Araştırmacılar, elektron transfer mekanizmasını izleyerek, katmanlar arası hidrojen bağlarını kırarak ve yeni hidrojen bağları oluşturarak kaolinin interkalasyon modifikasyonunu elde ederler. Elektron transfer sürecinde, bir proton donörü bir hidrojen bağı oluşturmak için bir elektron kazanır. Bu interkalatörler -NH, -OH, -COOH, vb. gibi fonksiyonel gruplar içerir. Proton alıcısı bir hidrojen bağı oluşturmak için bir elektron kaybeder ve bu interkalatörler genellikle C=O, -NO, -SO, vb. gibi fonksiyonel gruplar içerir. Hem proton donörü hem de alıcı fonksiyonel grupları içeren interkalatörler, elektron kazanma ve kaybetme konusunda ikili bir yeteneğe sahiptir ve bu sayede tek başlarına veya aynı anda hidrojen bağı oluşturabilirler. Bu interkalatörler -CO-NH2, -CO-NH-, vb. gibi fonksiyonel gruplar içerir. Farklı organik moleküller için oluşan hidrojen bağları değişir.

Çözüm

Kaolin önemli bir yenilenemeyen metalik olmayan mineral kaynağıdır ve büyük, yüksek kaliteli kaolin yatakları şu anda nadirdir. Kaolin üzerine sürekli araştırmalarla, alt akış endüstrileri orta ila üst düzey ürün talebine doğru kaymaktadır. Bu nedenle araştırmacılar, kaolinin çeşitli endüstriyel uygulamalar için ideal hale getirilmesi ve nihayetinde farklı pazarların hedeflenmesi için çeşitli işleme teknolojileri uygulamalıdır.

Epik toz

Epic Powder, ultra ince toz endüstrisinde 20+ yıllık iş deneyimi. Ultra ince tozun gelecekteki gelişimini aktif olarak teşvik edin, ultra ince tozun ezilmesi, öğütülmesi, sınıflandırılması ve modifikasyon sürecine odaklanın. Ücretsiz danışmanlık ve özelleştirilmiş çözümler için bizimle iletişime geçin! Uzman ekibimiz, toz işleme değerinizin en üst düzeye çıkarılması için yüksek kaliteli ürünler ve hizmetler sunmaya kendini adamıştır. Epic Powder—Güvenilir Toz İşleme Uzmanınız!