Introducción
¿Qué es la tecnología de modificación de superficies de polvos? Se refiere a la tecnología que utiliza métodos físicos, químicos o mecánicos para tratar la superficie o interfaz de materiales en polvo, modificando intencionalmente sus propiedades físicas y químicas para satisfacer las necesidades de diferentes campos de aplicación.
Mecanismo de modificación
Desde la perspectiva de los mecanismos de modificación, la modificación de la superficie del carbonato de calcio (CaCO₃) se puede clasificar en dos categorías: interacciones químicas e interacciones físicas.
Ssustancia química de superficie interacción:
– Grupo funcional sustitución (por ejemplo, sustitución del grupo hidroxilo)
- PAGolimerización e injerto (por ejemplo, polimerización in situ, recubrimiento de polímero)
– Hidrólisis (por ejemplo, reacciones de agentes de acoplamiento de silano)
Superficie pfísico interacción:
– Adsorción (por ejemplo, surfactante o ácido graso adsorción)
– Recubrimiento/encapsulación (por ejemplo, formación de una capa de estearato)
– Mojada (por ejemplo, dispersión mejorada en matrices poliméricas)
Cuando el relleno está completamente humedecido, se producirá una adsorción física en la superficie de alta energía del carbonato de calcio, y la energía de esta adsorción es mayor que la fuerza de unión cohesiva del plástico.
Métodos de modificación
Actualmente, los principales métodos para la modificación de la superficie del carbonato de calcio (CaCO₃) incluyen:
· Modificación del agente de acoplamiento (por ejemplo, agentes de acoplamiento de silano, titanato o aluminato)
· Modificación de estearato (por ejemplo, estearato de sodio, estearato de calcio)
· Modificación de ésteres de fosfato
· Modificación de la polimerización in situ
· Modificación del injerto de polímeros superficiales
Sin embargo, debido a la rentabilidad y la simplicidad del proceso, los métodos industriales más comúnmente utilizados son la modificación del agente de acoplamiento y la modificación de sales de ácidos grasos (particularmente estearatos).
Factores clave en la efectividad de la modificación
Modificación del agente de acoplamiento: para mejorar la unión química con matrices orgánicas (por ejemplo, plásticos, caucho) mediante la unión covalente de grupos funcionales.
Modificación de sales de ácidos grasos: para mejorar la dispersabilidad y la hidrofobicidad (por ejemplo, en recubrimientos y tintas) mediante la adsorción física de capas surfactantes.
Finalidad de la modificación de la superficie
En términos generales, la modificación superficial del carbonato de calcio tiene como objetivo principal lograr los siguientes objetivos:
(1) Reducir la fuerza cohesiva entre partículas y mejorar la dispersabilidad del carbonato de calcio;
(2) Mejorar la actividad superficial del carbonato de calcio;
(3) Mejorar la compatibilidad del carbonato de calcio con otras sustancias;
(4) Aumentar la resistencia ácida del carbonato de calcio;
(5) Preparar carbonato de calcio con formas cristalinas específicas para diferentes industrias.
Desde la perspectiva del desarrollo de tecnologías de modificación, mejorar el efecto de modificación de la superficie, reducir el costo de la modificación de la superficie, desarrollar modificadores ecológicos y optimizar los equipos de modificación son todas direcciones de desarrollo importantes.
Aplicación de carbonato de calcio modificado
Tras la modificación superficial, el carbonato de calcio (CaCO₃) presenta una compatibilidad significativamente mejorada con los materiales de matriz, una mayor dispersabilidad y una mayor resistencia de unión interfacial, lo que amplía sus aplicaciones en diversas industrias. A continuación, se presentan los principales campos de aplicación del carbonato de calcio modificado:
Industria del plástico/Industria del caucho/Recubrimientos y tintas/Industria papelera/Adhesivos y selladores/Productos farmacéuticos y alimentarios/Medio ambiente y construcción/Compuestos avanzados
Conclusión
Al optimizar el rendimiento interfacial, el carbonato de calcio modificado ha logrado un salto desde un relleno tradicional a un material funcional con alto valor agregado, y se ha convertido en un aditivo multifuncional indispensable en la industria moderna.
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