Pulverpartikel

Die Oberflächenmodifizierung von Pulvern wird größtenteils durch die Einwirkung von Oberflächenmodifikatoren auf die Pulveroberfläche erreicht. Daher hat die Formulierung von Oberflächenmodifikatoren (Sorte, Dosierung und Verwendung) einen wichtigen Einfluss auf die Modifizierungswirkung der Pulveroberfläche und die Anwendungsleistung des modifizierten Produkts. Die Formulierung von Oberflächenmodifikatoren ist sehr zielgerichtet, d. h. sie weist die Charakteristik „Ein Schlüssel öffnet ein Schloss“ auf, was vor allem die Auswahl der Sorten, die Festlegung der Dosierung und den Einsatz umfasst.1. Screening von Oberflächenmodifikatoren Die wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl von Oberflächenmodifikatortypen sind die Eigenschaften der Pulverrohstoffe, der Zweck oder Anwendungsbereich des Produkts sowie Faktoren wie Prozess, Preis und Umweltschutz. (1) Eigenschaften von Pulverrohstoffen Die Eigenschaften von Pulverrohstoffen sind hauptsächlich Säuregehalt, Alkalität, Oberflächenstruktur und funktionelle Gruppen, Adsorptions- und chemische Reaktionseigenschaften usw. Oberflächenmodifikatoren, die chemisch reagieren oder chemisch mit der Oberfläche von Pulverpartikeln adsorbieren können, sollten so weit wie möglich ausgewählt werden, weil Die physikalische Adsorption lässt sich bei der anschließenden Anwendung unter starkem Rühren oder Extrudieren leicht desorbieren. Beispielsweise können sich die Oberflächen von sauren Silikatmineralien wie Quarz, Feldspat, Glimmer und Kaolin mit Silan-Kupplungsmitteln verbinden, um eine relativ starke chemische Adsorption zu erzeugen; Allerdings können Silan-Haftvermittler im Allgemeinen nicht chemisch mit alkalischen Carbonatmineralien reagieren oder chemisch adsorbieren, während Titanat- und Aluminat-Haftvermittler unter bestimmten Bedingungen und in einem bestimmten Ausmaß chemisch mit alkalischen Carbonatmineralien adsorbieren können. Daher sind Silan-Haftvermittler im Allgemeinen nicht für die Verwendung als Oberflächenmodifikatoren für alkalische Carbonat-Mineralpulver wie leichtes Calciumcarbonat und schweres Calciumcarbonat geeignet. (2) Produktnutzung Die Verwendung des Produkts ist der wichtigste Gesichtspunkt bei der Auswahl eines Oberflächenmodifikators. Unterschiedliche Anwendungsbereiche stellen unterschiedliche technische Anforderungen an die Anwendungsleistung von Pulvern, wie z. B. Oberflächenbenetzbarkeit, Dispergierbarkeit, pH-Wert, Deckvermögen, Witterungsbeständigkeit, Glanz, antibakterielle Eigenschaften, UV-Schutz usw. Dies ist einer der Gründe, warum Oberflächenmodifikatoren dies tun sollten entsprechend ihrer Verwendung ausgewählt werden. Beispielsweise erfordern anorganische Pulver (Füllstoffe oder Pigmente), die in verschiedenen Kunststoffen, Kautschuken, Klebstoffen, öligen oder lösungsmittelbasierten Beschichtungen verwendet werden, eine gute Oberflächenlipophilie, d. h. eine gute Affinität oder Kompatibilität mit organischen Polymergrundmaterialien, was die Auswahl von Oberflächenmodifikatoren erfordert Dadurch kann die Oberfläche des anorganischen Pulvers hydrophob und oleophil gemacht werden. Anorganische Pigmente, die in Keramikrohlingen verwendet werden, müssen nicht nur im trockenen Zustand eine gute Dispergierbarkeit aufweisen, sondern auch eine gute Affinität zu anorganischen Rohlingen haben und gleichmäßig in den Rohlingen dispergiert werden können. Oberflächenmodifikatoren für anorganische Pulver (Füllstoffe oder Pigmente), die in Farben oder Beschichtungen auf Wasserbasis verwendet werden, erfordern eine gute Dispergierbarkeit, Sedimentationsstabilität und Verträglichkeit der modifizierten Pulver in der Wasserphase. Die Auswahl anorganischer Oberflächenmodifikatoren richtet sich hauptsächlich nach den funktionellen Anforderungen des Pulvermaterials im Anwendungsbereich. Um beispielsweise Titandioxid eine gute Witterungsbeständigkeit und chemische Stabilität zu verleihen, sollten SiO2 und Al2O3 für die Oberflächenbeschichtung (Film) verwendet werden, und um weißen Glimmerpigmenten einen guten Perlglanzeffekt zu verleihen, sollte TiO2 für die Oberflächenbeschichtung (Film) verwendet werden. Gleichzeitig verfügen unterschiedliche Anwendungssysteme über unterschiedliche Komponenten. Bei der Auswahl eines Oberflächenmodifikators muss auch die Kompatibilität und Kompatibilität mit den Komponenten des Applikationssystems berücksichtigt werden, um den Ausfall anderer Komponenten im System durch den Oberflächenmodifikator zu vermeiden. (3) Änderungsprozess Auch der Modifizierungsprozess ist einer der wichtigen Aspekte bei der Auswahl eines Oberflächenmodifizierungsmittels, wie z. B. Temperatur, Druck und Umgebungsfaktoren. Alle organischen Oberflächenmodifikatoren zersetzen sich bei einer bestimmten Temperatur. Beispielsweise variiert der Siedepunkt von Silan-Haftvermittlern je nach Typ zwischen 100 und 310 °C. Daher liegt die Zersetzungstemperatur bzw. Siedetemperatur des ausgewählten Oberflächenmodifikators vorzugsweise höher als die Verarbeitungstemperatur während der Anwendung. Derzeit werden beim Oberflächenmodifizierungsprozess hauptsächlich zwei Methoden angewendet: die Trockenmethode und die Nassmethode. Beim Trockenverfahren muss die Wasserlöslichkeit nicht berücksichtigt werden. Beim Nassverfahren muss jedoch die Wasserlöslichkeit des Oberflächenmodifikators berücksichtigt werden, denn nur wenn er in Wasser löslich ist, kann er vollständig mit den Pulverpartikeln in Kontakt kommen und mit ihnen reagieren in einer feuchten Umgebung. Beispielsweise kann Stearinsäure zur trockenen Oberflächenmodifizierung von Calciumcarbonatpulver verwendet werden (entweder direkt oder nach Auflösen in einem organischen Lösungsmittel). Bei der Nassoberflächenmodifikation ist es jedoch bei direkter Zugabe von Stearinsäure nicht nur schwierig, den erwarteten Oberflächenmodifikationseffekt (hauptsächlich physikalische Adsorption) zu erzielen, sondern auch die Ausnutzungsrate ist gering. Der Oberflächenmodifikator geht nach der Filtration stark verloren und die Emission organischer Stoffe im Filtrat übersteigt den Standard. Bei anderen Arten organischer Oberflächenmodifikatoren kommt es ebenfalls zu ähnlichen Situationen. Daher müssen Oberflächenmodifikatoren, die nicht direkt in Wasser löslich sind, sondern in einer feuchten Umgebung verwendet werden müssen, vorher verseift, amonisiert oder emulgiert werden, damit sie in wässriger Lösung gelöst und dispergiert werden können. (4) Preis- und Umweltfaktoren Schließlich sollten bei der Auswahl von Oberflächenmodifikatoren auch Preis- und Umweltfaktoren berücksichtigt werden. Versuchen Sie unter der Prämisse, die Anforderungen an die Anwendungsleistung zu erfüllen oder die Anwendungsleistung zu optimieren, einen günstigeren Oberflächenmodifikator zu verwenden, um die Kosten der Oberflächenmodifizierung zu senken. Achten Sie gleichzeitig darauf, einen Oberflächenmodifikator zu wählen, der die Umwelt nicht belastet.2. Dosierung des Oberflächenmodifikators Theoretisch ist die zur Erzielung einer Monoschichtadsorption auf der Partikeloberfläche erforderliche Dosierung die optimale Dosierung, die mit der spezifischen Oberfläche des Pulverrohmaterials und der Querschnittsfläche des Oberflächenmodifikatormoleküls zusammenhängt, aber diese Dosierung ist nicht unbedingt die Dosierung des Oberflächenmodifikators, wenn eine 100-prozentige Abdeckung erreicht wird. Bei der Modifikation anorganischer Oberflächenbeschichtungen können unterschiedliche Beschichtungsraten und Beschichtungsschichtdicken unterschiedliche Eigenschaften wie Farbe, Glanz usw. aufweisen. Daher sollte die tatsächlich optimale Dosierung durch Modifikationstests und Anwendungsleistungstests ermittelt werden. Dies liegt daran, dass die Dosierung des Oberflächenmodifikators nicht nur von der Verteilung des Oberflächenmodifikators während der Oberflächenmodifizierung und der Gleichmäßigkeit der Beschichtung abhängt, sondern auch von den spezifischen Anforderungen des Anwendungssystems an die Oberflächeneigenschaften und technischen Indikatoren des Pulverrohstoffs Materialien. Bei der Nassmodifizierung entspricht die tatsächliche Beschichtungsmenge des Oberflächenmodifikators auf der Pulveroberfläche nicht unbedingt der Dosierung des Oberflächenmodifikators, da immer ein Teil des Oberflächenmodifikators nicht mit den Pulverpartikeln reagiert und dabei verloren geht Filtration. Daher sollte die tatsächliche Dosierung höher sein als die Dosierung, die zur Erzielung einer Monoschichtadsorption erforderlich ist.3. Verfahren zur Verwendung von Oberflächenmodifikatoren Die Methode zur Verwendung von Oberflächenmodifikatoren ist einer der wichtigen Bestandteile der Oberflächenmodifikatorformel und hat einen wichtigen Einfluss auf die Oberflächenmodifizierungswirkung von Pulvern. Eine gute Verwendungsmethode kann den Dispersionsgrad von Oberflächenmodifikatoren und die Oberflächenmodifizierungswirkung von Pulvern verbessern. Im Gegenteil kann eine unsachgemäße Verwendung die Menge der verwendeten Oberflächenmodifikatoren erhöhen und der Modifikationseffekt kann nicht den erwarteten Zweck erreichen. Die Methode zur Verwendung von Oberflächenmodifikatoren umfasst Vorbereitungs-, Dispergier- und Zugabemethoden sowie die Reihenfolge der Zugabe bei Verwendung von mehr als zwei Oberflächenmodifikatoren. (1) Vorbereitung Die Herstellungsmethode von Oberflächenmodifikatoren hängt von der Art der Oberflächenmodifikatoren, dem Modifizierungsprozess und der Modifizierungsausrüstung ab. Unterschiedliche Oberflächenmodifikatoren erfordern unterschiedliche Vorbereitungsmethoden. Bei Silan-Haftvermittlern werden beispielsweise Silanole an die Oberfläche von Pulvern gebunden. Um einen guten Modifizierungseffekt (chemische Adsorption) zu erzielen, ist es daher am besten, vor der Zugabe zu hydrolysieren. Für andere organische Oberflächenmodifikatoren, die vor der Verwendung verdünnt und aufgelöst werden müssen, wie Titanat, Aluminat, Stearinsäure usw., sollten zum Verdünnen und Auflösen entsprechende organische Lösungsmittel wie wasserfreies Ethanol, Toluol, Ether, Aceton usw. verwendet werden . Organische Oberflächenmodifikatoren wie Stearinsäure, Titanat, Aluminat usw., die im Nassmodifizierungsprozess nicht direkt in Wasser löslich sind, sollten vorab verseift, ammonisiert oder emulgiert werden, um in Wasser lösliche Produkte zu erhalten. (2) Additionsmethode Der beste Weg, Oberflächenmodifikatoren hinzuzufügen, besteht darin, dass Oberflächenmodifikatoren und Pulver gleichmäßig und vollständig in Kontakt kommen, um einen hohen Grad an Dispersion der Oberflächenmodifikatoren und eine gleichmäßige Beschichtung der Oberflächenmodifikatoren auf der Partikeloberfläche zu erreichen. Daher ist es am besten, eine kontinuierliche Sprüh- oder Tropfmethode (Zugabe) in Abhängigkeit von der Pulverzufuhrgeschwindigkeit zu verwenden. Natürlich kann nur ein kontinuierlicher Pulver-Oberflächenmodifikator eine kontinuierliche Zugabe von Oberflächenmodifikatoren erreichen. Die Herstellungsmethode anorganischer Oberflächenmodifikatoren ist relativ speziell und es müssen mehrere Faktoren wie der pH-Wert der Lösung, die Konzentration, die Temperatur und die Zusatzstoffe berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise Titandioxid auf die Oberfläche von Muskovit aufgetragen wird, muss Titanylsulfat oder Titantetrachlorid vorher hydrolysiert werden. (3) Reihenfolge der Zugabe von Medikamenten Wenn mehr als zwei Oberflächenmodifizierungsmittel zur Behandlung des Pulvers verwendet werden, hat die Reihenfolge der Zugabe von Arzneimitteln auch einen gewissen Einfluss auf den endgültigen Oberflächenmodifizierungseffekt. Bei der Bestimmung der Reihenfolge der Zugabe von Oberflächenmodifikatoren müssen wir zunächst die Rolle jedes der beiden Oberflächenmodifikatoren und die Wirkungsweise auf die Pulveroberfläche analysieren (ob es sich hauptsächlich um physikalische Adsorption oder chemische Adsorption handelt). Im Allgemeinen wird zuerst der Oberflächenmodifikator hinzugefügt, der die Hauptrolle spielt und hauptsächlich chemisch adsorbiert wird, und der Oberflächenmodifikator, der die sekundäre Rolle spielt und hauptsächlich physikalisch adsorbiert wird, wird später hinzugefügt. Wenn beispielsweise ein Haftvermittler und Stearinsäure gemischt werden, sollte im Allgemeinen zuerst der Haftvermittler und später die Stearinsäure hinzugefügt werden, da der Hauptzweck der Zugabe von Stearinsäure darin besteht, die Hydrophobie und Lipophilie des Pulvers zu verbessern und die Menge des Kopplungsmittels und die Kosten des Modifikationsvorgangs reduzieren.