Comprender la modificación superficial del talco en polvo.
Comprender la modificación superficial del talco en polvo.
El talco es un silicato hidratado con la fórmula 3MgO·4SiO2·H2O. Su forma de cristal puede ser escama, hoja, aguja y bloque.
La estructura del talco puro consiste en una capa de brucita (hidróxido de magnesio, MgO·H2O) intercalada entre dos capas de sílice, que se superponen entre sí, y las capas de talco adyacentes se combinan mediante fuerzas débiles de van der Waals. Cuando se le aplica una acción de corte, es fácil deslizarse entre capas.
El talco es inerte a la mayoría de los agentes químicos, no se descompone en contacto con el ácido, es un mal conductor de la electricidad, tiene baja conductividad térmica y alta resistencia al choque térmico y aún no se descompone cuando se calienta a una temperatura alta de 900 ℃. Estos excelentes Las propiedades del talco lo convierten en un buen relleno, ampliamente utilizado en el campo de los plásticos y recubrimientos, pero la superficie hidrófila del polvo de talco hace que su aplicación en algunas zonas hidrófobas sea limitada, para mejorar aún más su rendimiento y ampliar su aplicación, se debe modificar la superficie. llevarse a cabo.
Modificadores de superficie de uso común para polvo de talco
Para lograr que el talco en polvo se combine mejor con los polímeros, existen dos categorías principales de modificadores que se utilizan para la modificación:
Agentes de acoplamiento:Principalmente titanatos, aluminatos, silanos y estearatos, los más utilizados son los titanatos, cuya estructura molecular es R´-O-Ti- (OXRY)n, donde R´O- puede actuar sobre la estructura química de la superficie del relleno, y R es un grupo enredado de cadena larga con una estructura grasa o aromática, que puede mejorar la compatibilidad entre el polímero y la carga. Y es un grupo reactivo activo, que se puede utilizar para reticular o unir sistemas llenos de polímeros. En resumen, un grupo del agente de acoplamiento reacciona con la superficie del polvo de talco para unirse, y el otro grupo participa en la reacción de polimerización del polímero para unirse con el polímero, de modo que el agente de acoplamiento actúa como un puente para unir el dos.
Surfactantes:principalmente dodecilbencenosulfonato de sodio, dodecilsulfonato de sodio, bromuro de dodeciltrimetilamonio, cloruro de dodeciltrimetilo, alquenilsulfonato de sodio, etc., lo que mejora la compatibilidad entre el polímero y el relleno y el agente de acoplamiento es el mismo, pero el mecanismo de unión con la superficie de relleno es diferente de la del agente de acoplamiento. Como todos sabemos, la superficie de las partículas inorgánicas está cargada y, según las propiedades cargadas de las partículas, las propiedades cargadas superficiales de las partículas inorgánicas también son diferentes según el valor del pH de la solución. Cuando el valor de pH de la solución es mayor que el punto isoeléctrico ZETA de las partículas inorgánicas, la superficie de las partículas está cargada negativamente y las partículas pueden adsorber tensioactivos catiónicos. Cuando el valor del pH es inferior al punto isoeléctrico ZETA, se pueden adsorber tensioactivos aniónicos. La función de los tensioactivos en la superficie de los iones se logra mediante el intercambio iónico, la formación de pares iónicos y la formación de enlaces hidrófobos. Sin embargo, la adsorción del tensioactivo al polímero no es muy buena, generalmente mediante adsorción del monómero y luego polimerización para formar un recubrimiento de microcápsula.
Método de modificación de la superficie del talco.
Los métodos de modificación nacionales y extranjeros se pueden dividir aproximadamente en 6 tipos:
Modificación del revestimiento de la superficie:Recubrir la superficie del tensioactivo sobre la superficie de la partícula para darle nuevas propiedades a la superficie de la partícula, un método más común en la actualidad.
Método mecanoquímico:Un método de modificación que mejora la actividad superficial de las partículas mediante molienda, fricción, etc. Este método consiste en hacer que las partículas relativamente grandes sean más pequeñas mediante trituración, fricción y otros métodos; en este proceso, la actividad superficial de las partículas se vuelve más grande, es decir. , se mejora la capacidad de adsorción de la superficie y es fácil adsorber otras sustancias, de modo que el proceso se simplifica, se reduce el costo y la calidad del producto es fácil de controlar. Por ejemplo, parte del viejo polvo de talco se mejora mediante el método de pequeñas partículas para mejorar su actividad superficial y luego se mezcla con material de PP modificado con acrílico o una mezcla de PP y PE. El material de refuerzo se usa generalmente en parachoques de automóviles, piezas de motores, piezas de aire acondicionado, paneles de instrumentos y otros accesorios industriales, cuyas superficies en polvo de talco generalmente no reciben tratamiento. En China, el talco con un tamaño de partícula de 16,5 μm se tritura en un molino agitador y se recubre con un agente de acoplamiento de silano para lograr el propósito de modificación.
Modificación de la capa de película exterior:Un método para recubrir uniformemente la superficie de una partícula con una capa de polímero, cambiando así las propiedades de la superficie de la partícula. Para el talco en polvo, primero se puede pulverizar y activar, luego adsorber el tensioactivo bajo ciertas condiciones, y luego adsorber el monómero por el tensioactivo y finalmente polimerizar el monómero para lograr el efecto de recubrimiento de la superficie.
Modificación activa local:El uso de reacciones químicas para injertar diferentes grupos funcionales en la superficie de partículas para lograr el propósito de modificación de la superficie.
Modificación de superficie de alta energía:El uso de rayos de plasma, ultravioleta y descarga de alta energía para modificar la superficie de las partículas. Este método consiste en modificar la superficie de las partículas utilizando la enorme energía generada por descargas de alta energía, rayos ultravioleta, rayos de plasma, etc., de modo que la superficie esté activa. Mejorar la compatibilidad de partículas y polímeros.
Modificación por reacción de precipitación:modificación por reacción de precipitación. Este método consiste en utilizar el efecto de precipitación para recubrir la superficie de la partícula, a fin de lograr el efecto de modificación.
