Barit mempunyai kelebihan ketumpatan tinggi, sifat kimia yang stabil, tidak toksik, dan penyerapan sinaran yang kuat, dan telah digunakan secara meluas. Pengubahsuaian permukaan telah menjadi cara penting untuk meningkatkan prestasinya dan mengembangkan julat aplikasinya.
Barit ialah sumber yang tidak boleh diperbaharui. Komponen utama barit ialah BaSO₄. Berbanding dengan komposisi teorinya, barit semulajadi juga mengandungi sejumlah kecil Sr, Pb, dan Ca disebabkan oleh penggantian isomorfik. Barit ialah mineral sulfat dengan sistem kristal ortorombik. Sifat fizikal dan kimianya agak stabil. Sukar untuk larut dalam air dan asid hidroklorik. Ia mempunyai kelebihan ketumpatan tinggi, keupayaan pengisian yang baik, tidak toksik, bukan magnet, penyerapan sinaran yang kuat, dan sifat optik yang baik. Ia merupakan produk kimia bukan organik yang penting dan digunakan secara meluas dalam industri petrokimia, bahan binaan, plastik, salutan, getah dan pad brek automotif, antara lain.
Apabila barit digunakan sebagai pengisi, ia boleh meningkatkan prestasi pemprosesan, sifat fizikal dan kestabilan kimia bahan komposit bukan organik/polimer. Ini dengan ketara mengurangkan jumlah resin dan kos keseluruhan. Walau bagaimanapun, disebabkan sifat hidrofilik barit, perbezaan dalam sifat antara muka dengan matriks polimer organik, dan kehadiran kesan permukaan. Sukar bagi barit untuk tersebar sama rata dalam bahan organik. Perbezaan sifat fizikal dan kimia antara barit dan polimer ini boleh menjejaskan prestasi keseluruhan bahan komposit. Pada masa ini, penyelesaian yang paling berkesan ialah pengubahsuaian permukaan barit. Ini membolehkan pengubah suai membentuk lapisan penjerapan atau filem monolayer pada permukaannya. Ini mengubah sifat permukaan, meningkatkan keterserakan dan keserasian dengan bahan organik. Dan ini mengembangkan julat aplikasinya, dan meningkatkan nilai tambah produk.
Pengubahsuaian permukaan barit dan penggunaannya sebagai pengisi telah dikaji secara meluas. Apakah kaedah pengubahsuaian permukaan yang ada? Bagaimanakah seseorang boleh memilih kaedah pengubahsuaian yang sesuai untuk memenuhi keperluan pelbagai jenis barit dan aplikasi khusus mereka?
Pada masa ini, kaedah pengubahsuaian permukaan utama untuk barit termasuk salutan kimia permukaan, rawatan mekanokimia, dan pemendapan kimia.
1. Kaedah Salutan Kimia Permukaan
Kaedah salutan kimia permukaan menggunakan interaksi kimia untuk menyalut pengubah suai secara seragam dan stabil pada permukaan zarah, dengan itu mengubah sifat permukaan zarah.
Xiao Qin et al. menggunakan natrium dodesil sulfat sebagai pengubah suai. Selepas pengubahsuaian, salutan terbentuk pada permukaan zarah barit. Kajian mendapati kadar pemendapan dan isipadu barit dalam minyak tanah telah dikurangkan dengan banyak. Sifatnya berubah daripada hidrofilik kepada lipofilik, dengan sudut sentuhan meningkat kepada 150.8°. Zhou Hong et al. juga menggunakan kaedah ini untuk melaraskan hidrofobisiti barit. Kaedah ini meningkatkan keterserakannya dalam minyak tanah dan mengurangkan saiz zarah dan aglomerasi. Ini disebabkan oleh tindak balas kation tak tepu pada permukaan barit dengan ion stearat dan natrium oleat, membentuk salutan organik dengan rantai hidrokarbon yang panjang.
Pengubah suai permukaan sama ada terserap pada permukaan barit atau bertindak balas dengan kumpulan hidroksil permukaan untuk membentuk ikatan kimia, menghasilkan salutan organik. Ini menghalang aglomerasi zarah melalui penolakan sterik atau daya elektrostatik, sekali gus meningkatkan keterserakan. Walaupun kaedah ini lebih kompleks, ia juga lebih berkesan. Oleh itu, untuk membolehkan aplikasi berskala besar, pengoptimuman proses selanjutnya dan penambahbaikan dalam kecekapan salutan adalah perlu.
2. Kaedah Mekanokimia
Kaedah mekanokimia terutamanya menggunakan daya mekanikal untuk mengaktifkan permukaan zarah, menggalakkan tindak balas kimia antara zarah dan pengubah suai, dengan itu mencapai salutan permukaan.
Huang Xiangyang et al. menggunakan kaedah pengilangan bebola basah untuk mengisar bahan mentah dispersan polimer dan barit bersama-sama. Di bawah daya mekanikal, saiz zarah serbuk berkurangan, dan tapak pengaktifan pada permukaan memudahkan pempolimeran penyebaran pada permukaan barit. Ini mengurangkan jumlah pemula yang diperlukan dan menghasilkan serbuk barit aktif dengan saiz zarah halus dan keterserakan yang tinggi, meningkatkan kebolehserakan dan kestabilan salutan dengan ketara.
Chen Youshuang et al. berjaya menyalut asid stearik pada permukaan barit menggunakan daya mekanikal pengadun berkelajuan tinggi. Eksperimen mereka menghasilkan serbuk barit aktif yang boleh menggantikan karbon hitam sebagai bahan penguat baharu dalam getah. Kajian mereka mendapati bahawa menggabungkan jumlah barit aktif yang sesuai meningkatkan sifat mekanikal komposit barit/getah. Peningkatan ini dikaitkan dengan keupayaan pengubahsuaian mekanokimia untuk menghalang penggumpalan zarah. Ia juga meningkatkan keterserakan dan keserasian dalam matriks polimer.
Wang et al. bahan komposit barit/TiO₂ yang disediakan melalui pengisaran basah mekanokimia. Keputusan menunjukkan bahawa tenaga mekanikal yang dikeluarkan semasa pengisaran basah menggalakkan salutan titanium dioksida pada permukaan barit. Keberkesanan salutan dipengaruhi oleh faktor seperti kelajuan dan tempoh pengisaran bersama. Di bawah keadaan optimum, sifat pigmen bagi komposit barit/TiO₂ didapati setanding dengan TiO₂ tulen.
Mekanisme Pengubahsuaian Mekanokimia Barit:
Kaedah ini bergantung terutamanya pada pengisaran ultrahalus dan daya mekanikal kuat lain untuk mengaktifkan tenaga bebas permukaan zarah serbuk dengan sengaja. Ini mengubah struktur dan sifat permukaan, menyebabkan herotan dan kehelan kekisi. Ia meningkatkan kereaktifan dengan pengubah suai, menambah baik aktiviti serbuk, memastikan pengedaran zarah yang lebih seragam dan mengukuhkan ikatan antara muka dengan matriks. Proses pengubahsuaian mekanokimia adalah agak mudah dan kos efektif, dan ia telah melihat aplikasi praktikal yang meluas.
Ia amat sesuai untuk barit dengan saiz zarah yang lebih besar. Walau bagaimanapun, untuk barit bersaiz nano, keberkesanan penggunaan kaedah pengubahsuaian mekanokimia tunggal adalah terhad. Oleh itu, pembangunan masa depan harus memberi tumpuan kepada meningkatkan keseragaman interaksi antara serbuk dan pengubah suai. Ini mengurangkan jumlah pengubahsuai yang diperlukan, meningkatkan keberkesanan salutan melalui gabungan teknik pengubahsuaian, dan memperkenalkan peralatan baharu. Seperti kilang jet dan pembancuh sarang lebah—untuk memudahkan proses, mengurangkan penggunaan tenaga dan meningkatkan keramahan alam sekitar.
3. Kaedah Pemendapan Kimia
Kaedah pemendapan kimia melibatkan penambahan pengubah suai atau pemendakan kepada ampaian zarah, yang bertindak balas dan mendakan ke permukaan zarah. Selepas pemendakan, proses seperti mencuci, penapisan, pengeringan, dan pengkalsinan digunakan untuk membentuk salutan pada permukaan zarah dengan kukuh. Kaedah ini meningkatkan sifat optik, elektrik, magnetik dan haba zarah.
Hu Xinghang et al. menyediakan pigmen komposit barit/titanium dioksida dengan mencampurkan, mengacau, menapis, mengeringkan, dan mengisar dua buburan serbuk yang diubah suai. Keputusan menunjukkan bahawa selepas peraturan hidrofobik, permukaan barit disalut secara seragam dengan zarah TiO₂. Pigmen komposit yang terhasil mempamerkan penyerapan minyak dan kuasa menyembunyikan yang setanding dengan titanium dioksida tulen dan boleh digunakan sebagai pigmen pengganti.
Zhou et al. menggunakan larutan TiOSO₄ dalam kaedah pemendakan kimia, di mana hidrolisis dan pemendakan membentuk kompleks hidrolisis. Selepas penyingkiran bendasing, pengeringan, dan pengkalsinan, zarah komposit barit/TiO₂ diperolehi. Kajian mendapati barit dan TiO₂ terikat kuat melalui interaksi kimia. Ia menghasilkan serbuk komposit dengan struktur seragam dan padat, mempamerkan sifat pigmen yang serupa dengan TiO₂.
Mekanisme Pengubahsuaian Pemendapan Kimia Barit:
Kaedah ini bergantung terutamanya pada tindak balas kimia kepada pengubah deposit pada permukaan zarah barit, membentuk satu atau lebih lapisan salutan. Salutan mengurangkan aktiviti permukaan zarah, menghalang penggumpalan, dan meningkatkan keterserakan dan kestabilan barit dalam pelbagai media. Kaedah ini amat sesuai untuk pengubahsuai permukaan bukan organik. Walau bagaimanapun, proses tindak balas sukar dikawal, dan mencapai salutan seragam masih menjadi cabaran. Oleh itu, penyelidikan lanjut diperlukan untuk meneroka parameter proses dan mekanisme asas yang mempengaruhi keseragaman pemendapan, dengan matlamat untuk meningkatkan kebolehkawalan proses.
Di antara tiga kaedah pengubahsuaian permukaan untuk barit, kaedah salutan permukaan kimia melibatkan proses yang agak kompleks. Kaedah mekanokimia terutamanya sesuai untuk barit dengan saiz zarah yang lebih besar. Kaedah pemendapan kimia menghadapi cabaran dalam kawalan proses. Akibatnya, kaedah pengubahsuaian komposit—yang menggabungkan pelbagai teknik—muncul sebagai hala tuju pembangunan yang menjanjikan. Mereka boleh mengimbangi had proses pengubahsuaian individu.
Mengenai Serbuk Epik
Sebagai jenama yang mantap dalam industri, Jentera Serbuk Epik komited kepada mengutamakan pelanggan, kualiti dan inovasi. Kami adalah rakan kongsi anda yang boleh dipercayai untuk kejayaan jangka panjang.
Pilih Serbuk Epik untuk penyelesaian pemprosesan serbuk yang cekap, penjimatan tenaga dan mesra alam!
Hubungi kami untuk mengetahui lebih lanjut tentang produk kami!
