Cinq méthodes de modification de surface et caractéristiques du sulfate de nano-baryum

Le sulfate de nanobaryum, en tant que nouveau type de matériau inorganique, est largement utilisé dans de nombreux domaines en raison de ses avantages tels qu'une surface spécifique élevée, une activité élevée et une bonne dispersibilité.
Cependant, d'une part, le sulfate de nano-baryum a les propriétés d'hydrophilie et d'oléophobie, et il existe une grande différence de polarité entre lui et la matrice polymère, il est donc facile à agglomérer dans le polymère et a une faible dispersibilité, ce qui réduit sa propriétés mécaniques ; d'autre part, en raison de l'activité de surface élevée du sulfate de nano-baryum, les particules adjacentes sont très susceptibles de s'agglomérer ou de s'agglomérer, ce qui affecte son application en production.
Par conséquent, afin d'améliorer la dispersibilité du sulfate de baryum dans les polymères et d'améliorer les performances globales du sulfate de nano-baryum dans les matériaux composites, il est nécessaire de modifier la surface du sulfate de nano-baryum pour élargir sa gamme d'applications.

1. Méthode de modification de l'agent de couplage
L'agent de couplage est une sorte de substance avec une structure amphiphile, qui peut relier le groupe inorganique-phile et le groupe organique-phile, c'est-à-dire que l'agent de couplage joue le rôle d'un pont moléculaire, améliorant ainsi l'interface entre les substances inorganiques et organiques. . Les agents de couplage typiques comprennent les silanes, les aluminates, les titanates, etc.
Les silanes sont actuellement les agents de couplage les plus utilisés à forte dose. Ils sont très efficaces pour les nanoparticules inorganiques comportant des groupes hydroxyles à la surface, mais les agents de couplage silane en général n'ont pas de liaison forte avec la surface du sulfate de baryum. Le plus efficace est l'agent de couplage à plusieurs composants, qui peut silaniser la surface du nano-sulfate de baryum, mais qui est coûteux et compliqué à utiliser.
Les agents de couplage titanate ont un bon effet de modification sur la plupart des particules inorganiques, car les titanates peuvent former des liaisons chimiques avec des protons libres à la surface du sulfate de nano-baryum, formant ainsi un film organique à sa surface, provoquant des modifications des propriétés de surface. Cependant, en raison de son prix élevé et de la présence d’ingrédients nocifs pour la santé humaine, son application est de moins en moins utilisée.
L'agent de couplage aluminate est un nouveau type d'agent de couplage. Les groupes alcoxy facilement hydrolysables présents dans ses molécules réagissent chimiquement avec les protons libres à la surface du sulfate de baryum pour produire un film monomoléculaire et former une liaison Al-O irréversible, améliorant ainsi les performances du produit. Ses performances sont également meilleures que celles des autres agents de couplage.

2. Méthode de modification du tensioactif
Le tensioactif possède un groupe alkyle à longue chaîne à une extrémité de la molécule, qui peut être uniformément dispersé dans la matrice polymère ; l'autre extrémité est un groupe hydrophile polaire, qui peut subir une adsorption physique ou une réaction chimique avec la surface du sulfate de baryum et s'enrouler autour de la surface du sulfate de baryum pour atteindre l'objectif de modification. Les tensioactifs courants comprennent les acides gras supérieurs et leurs sels, les alcools, les amines, les phosphates, etc.
Les tensioactifs ont un faible coût, de nombreux types et un rendement important. Différents types de tensioactifs peuvent être utilisés pour synthétiser des produits aux propriétés différentes. La technologie de modification est relativement mature, elle est donc de plus en plus utilisée. Les acides gras (sels) sont des modificateurs de surface plus couramment utilisés et très bon marché pour le sulfate de baryum. Le nano sulfate de baryum modifié a une meilleure dispersibilité et affinité dans les polymères. Le nanosulfate de baryum modifié n'est pas facile à précipiter dans l'eau en raison de sa tension superficielle, de sorte que le degré d'activation peut être utilisé pour refléter l'effet de la modification de la surface.

3. Méthode de modification du modificateur composite
Le modificateur composite est une formule composite composée d'au moins deux modificateurs simples, tels que palmitate de sodium/stéarate de sodium, stéarate de sodium/sulfate de zinc, stéarate de sodium/dodécylsulfonate de sodium/éther polyoxyéthylène d'alcool allylique et d'autres modificateurs composites. Lors de la modification du nano sulfate de baryum, le modificateur composite peut tirer pleinement parti des avantages de chaque modificateur, rendant l'effet de modification meilleur que l'effet de modification unique, répondant ainsi aux besoins de spécialisation et de fonctionnalisation.
Zhang Beibei et coll. utilisé du stéarate de sodium pour modifier la surface du sulfate de baryum ultrafin. L'étude a révélé que la température et la fraction massique ont été réduites, la consommation d'énergie a été économisée et le degré d'activation a atteint 99,90 %. Après modification avec un modificateur composite palmitate de sodium/stéarate de sodium, la résistance thermique du produit a été améliorée par rapport à l'effet d'une modification avec un seul modificateur, la distribution granulométrique est devenue plus étroite et la taille moyenne des particules a été réduite de 0,89 μm. (non modifié) à 0,78 μm. En effet, les groupes polaires du modificateur réagissent avec les particules de sulfate de baryum et les groupes non polaires sont recouverts à l'extérieur. Après la modification du composite, les longues chaînes de carbone sont entrelacées pour former une structure maillée, ce qui améliore son hydrophobie. L'utilisation de cette méthode de modification sera l'une des futures tendances de développement.

4. Méthode de modification de la réaction de précipitation
La méthode de modification par réaction de précipitation est une méthode dans laquelle le modificateur est ajouté à la réaction par une réaction de précipitation chimique pour former un film de revêtement sur la surface du sulfate de baryum.
Ce procédé de modification présente de faibles coûts de production, est facile à mettre en œuvre et les conditions de précipitation sont faciles à contrôler. C'est l'une des méthodes couramment utilisées pour modifier la surface des particules. Différents modificateurs et précipitants produisent différentes tailles et morphologies de particules.

5. Méthode de modification du revêtement inorganique
La modification du revêtement inorganique consiste à former un film de revêtement sur la surface des particules par action physique ou force de Van der Waals sans autres réactions avec sa surface. Les oxydes métalliques tels que le dioxyde de titane (TiO2), le dioxyde de silicium (SiO2) et l'oxyde de zinc sont généralement sélectionnés comme modificateurs.

Ces dernières années, il y a eu un nombre croissant d'études sur le revêtement et la modification des nanoparticules, car le revêtement de sulfate de baryum peut empêcher l'oxydation, la croissance cristalline, la corrosion et l'agglomération des nanoparticules, améliorer les propriétés de surface du nanosulfate de baryum, augmenter son tensioactif. Points et élargir sa gamme d'applications. Cette méthode améliore la dispersibilité des particules inorganiques dans différents milieux, mais l'uniformité et la résistance du revêtement sont difficiles à contrôler, ce qui constitue un problème à résoudre en fonctionnement réel.