Chất hoạt động bề mặt có thể cải thiện tính chất của bột siêu mịn

2021-02-25 23:50:08

Với sự phát triển không ngừng của ngành gốm sứ, gốm sứ gia dụng chất lượng cao và hiệu suất cao, gốm sứ xây dựng và vệ sinh, gốm sứ tinh xảo, gốm xốp, gốm siêu dẻo và vật liệu tổng hợp gốm nano xuất hiện theo yêu cầu của thời đại, trong đó phụ gia gốm đóng một vai trò quan trọng.

Các tổ hợp phân tử Chất hoạt động bề mặt đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau do các chức năng thực tế khác nhau của chúng, như nhũ hóa, hòa tan, làm ướt, hấp phụ, thẩm thấu, phân tán, khử bọt, làm đặc và bôi trơn. Nó đã được sử dụng trong sản xuất gốm sứ truyền thống và đặc biệt trong ngành gốm sứ. Quá trình chuẩn bị gốm sứ thường có các quy trình sau: chuẩn bị bột, trộn bột, đúc khuôn, tráng men và thiêu kết, mỗi bước sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm gốm sứ. Chất hoạt động bề mặt có thể cải thiện sự kết tụ của bột siêu mịn, tính đồng nhất của men và hiệu suất của bùn. Nó đã trở thành chất phụ gia chính trong ngành gốm sứ hiện đại.

Để làm cho gốm sứ có một số chức năng đặc biệt, người ta thiết kế các hạt bột gốm nhằm mang lại cho chúng một số tính chất lý hóa, đáp ứng nhu cầu chế tạo vật liệu gốm mới, cấu trúc mới và sản phẩm mới có tính chất lạ. Bột gốm siêu mịn là xu hướng tổng hợp bột gốm hiệu suất cao, nhưng năng lượng bề mặt và hiệu ứng bề mặt rất lớn của nó dễ gây ra hiện tượng kết tụ và mất đi lợi thế, thường cần phải tiến hành sửa đổi bề mặt. Sửa đổi bề mặt của bột gốm là xử lý bề mặt bột bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học, nhằm thay đổi các tính chất vật lý và hóa học của bề mặt bột một cách có mục đích, nhằm ngăn chặn hiệu quả sự kết tụ của bột. Sau khi sửa đổi, cấu trúc tinh thể, nhóm chức năng, năng lượng bề mặt, độ ẩm bề mặt, tính chất điện, sự hấp phụ và phân tán bề mặt sẽ bị thay đổi do sự thay đổi tính chất bề mặt, có thể đáp ứng nhu cầu của vật liệu, công nghệ và tính chất gốm sứ hiện đại. Các phương pháp sửa đổi bao gồm phương pháp phủ, phương pháp phản ứng kết tủa, phương pháp hóa học bề mặt và phương pháp cơ hóa học.

Biến đổi hóa học bề mặt là bao phủ bề mặt của các hạt gốm bằng phản ứng hóa học hoặc hấp phụ hóa học giữa Chất hoạt động bề mặt và bề mặt của các hạt gốm, để làm cho bề mặt của các hạt trở nên hữu cơ và hoàn thành quá trình biến đổi bề mặt.

Sau khi xử lý bột SiC không đều hoặc kết tụ bằng chất hoạt động bề mặt, chuỗi phân tử dài của chất hoạt động bề mặt được hấp phụ trên các khuyết tật bề mặt và liên kết lơ lửng của các hạt, giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy của các hạt lớn hoặc các hạt kết tụ và cải thiện sự phân tán của các hạt SiC.

Chu Jigao đã sử dụng axit adipic và axit stearic để biến đổi bề mặt của bột gốm nano zirconia. Nhóm carboxyl (- COOH) trong axit stearic phản ứng với nhóm hydroxyl (- OH) trên bề mặt của các hạt Zirconia có kích thước nano, tương tự như phản ứng este hóa của axit và rượu, và tạo thành một lớp đơn lớp trên bề mặt của các hạt Zirconia có kích thước nano. Sau khi biến đổi bề mặt, bột gốm Zirconia cỡ Nano chuyển từ cực sang không phân cực. Đồng thời, do sự hấp phụ của lớp đơn trên bề mặt bột, lực tương tác giữa các bột (bao gồm lực liên phân tử và lực bản lề cơ học) giảm đi, nghĩa là khả năng chống ma sát của dòng bột giảm, do đó tính lưu động của bột được cải thiện.