Sebagai sebatian bukan organik yang penting, zink oksida digunakan secara meluas dalam banyak bidang. Bergantung pada kriteria pengelasan, ia boleh dikategorikan dalam beberapa cara. Jenis zink oksida yang berbeza mempamerkan sifat yang berbeza-beza, yang menentukan fungsi dan aplikasi khusus mereka. Bahagian berikut menghuraikan klasifikasi, perbezaan, dan fungsi pelbagai bentuk zink oksida.
1. Pengelasan mengikut Saiz Zarah
(I) Zink Oksida Biasa
Zink oksida biasa biasanya mempunyai saiz zarah lebih daripada 100 nanometer. Ia mempunyai kuasa penyembunyian dan kekuatan pewarnaan tertentu dan digunakan secara meluas dalam industri tradisional seperti getah, salutan, dan seramik.
Dalam industri getah, ia adalah pengaktif pemvulkanan yang penting. Ia meningkatkan kelajuan pemvulkanan dan tahap penghubung silang getah, dengan itu meningkatkan sifat fizikal dan mekanikal produk getah, seperti kekuatan tegangan dan rintangan haus. Dalam salutan, ia berfungsi sebagai pigmen putih, menawarkan kuasa penyembunyian yang kuat dan rintangan cuaca.
(II) Nano Zink Oksida
Nano zink oksida mempunyai saiz zarah antara 1 hingga 100 nanometer. Oleh kerana saiznya yang kecil, kesan permukaan dan kesan saiz kuantum, ia mempamerkan sifat unik.
Dalam pemangkinan, kawasan permukaan khusus yang besar dan aktiviti permukaan yang tinggi menyediakan tapak yang lebih aktif untuk tindak balas kimia, dengan itu mempercepatkan kadar tindak balas dan meningkatkan kecekapan pemangkin. Dalam kosmetik pelindung matahari, keupayaan penyerapan dan penyebaran ultraviolet yang sangat baik menawarkan perlindungan yang berkesan daripada kerosakan UV. Berbanding dengan pelindung matahari tradisional, nano zink oksida lebih nipis, lebih telus dan kurang berminyak.
Dalam aplikasi antibakteria, ia berinteraksi dengan membran sel bakteria, mengganggu strukturnya dan menyebabkan kematian sel. Ia menunjukkan kesan antibakteria yang ketara terhadap Escherichia coli, Staphylococcus aureus dan bakteria lain.
2. Pengelasan mengikut proses pengeluaran
(I) Zink oksida tidak langsung
Ia diperbuat daripada jongkong zink melalui pengoksidaan sublimasi suhu tinggi.
Ia mempunyai ketulenan tinggi 99.5% – 99.7%, saiz zarah yang agak besar, dan taburan yang sempit. Ia biasanya digunakan dalam industri tayar getah, yang boleh meningkatkan aktiviti pemvulkanan getah dengan berkesan, meningkatkan lekatan antara getah dan tali keluli, dan meningkatkan kekuatan dan rintangan haus tayar. Dalam industri elektronik, ia juga digunakan untuk mengeluarkan komponen elektronik seperti varistor kerana kestabilan prestasi elektriknya yang baik.
(II) Zink oksida langsung
Ia kebanyakannya diperbuat daripada bijih zink melalui pemanggangan pengoksidaan langsung dan proses lain.
Ia mempunyai ketulenan yang agak rendah, secara amnya 95% – 98%, dan kandungan kekotoran yang agak tinggi. Ia biasanya digunakan dalam industri seramik untuk mengurangkan suhu pensinteran seramik dan meningkatkan ketumpatan dan kilauan seramik. Dalam pembuatan kaca, ia boleh meningkatkan ketelusan dan kestabilan kimia kaca.
(III) Zink oksida kimia basah
Ia disediakan melalui tindak balas kimia dalam larutan, seperti kaedah pemendakan, kaedah sol-gel, dsb.
Saiz zarah dan morfologi boleh dikawal dengan tepat, dan produk mempunyai ketulenan tinggi, saiz zarah kecil dan seragam. Ia mempunyai kelebihan yang jelas dalam penyediaan peranti elektronik berprestasi tinggi. Sebagai contoh, ia boleh digunakan untuk menyediakan transistor filem nipis zink oksida, kerana saiz zarahnya yang kecil dan keseragaman yang baik, ia boleh meningkatkan prestasi dan kestabilan peranti. Semasa menyediakan bahan bercahaya, sifat bercahaya zink oksida boleh dikawal dengan tepat dengan mengawal keadaan tindak balas.
3. Pengelasan mengikut penggunaan
(I) Zink oksida untuk getah
Ia adalah agen aktif utama dalam proses pemvulkanan getah. Ia boleh digabungkan dengan asid stearik, pemecut, dan lain-lain untuk membentuk kompleks aktif, mempercepatkan kelajuan pemvulkanan, dan meningkatkan ketumpatan silang silang dan sifat fizikal dan mekanikal getah tervulkan, seperti kekuatan tegangan, kekuatan koyak, dan rintangan haus. Ia digunakan secara meluas dalam pengeluaran produk getah seperti tayar, hos, dan pita.
(II) Zink oksida untuk salutan
Sebagai pigmen putih, ia mempunyai kuasa penyembunyian dan kuasa pewarnaan yang baik, dan boleh meningkatkan keputihan dan kecerahan salutan.
Pada masa yang sama, ia boleh meningkatkan rintangan cuaca, rintangan kakisan dan sifat anti-serbuk salutan, dan sesuai untuk salutan seni bina, salutan industri dan bidang lain.
(III) Zink oksida untuk perubatan
Ia mempunyai kesan astringen, antiprurit, dan antibakteria.
Ia boleh digunakan untuk menyediakan salap luaran, pes, dan lain-lain untuk merawat keradangan kulit, ekzema dan penyakit kulit yang lain. Sebagai contoh, salap zink oksida biasa boleh melindungi kulit, mengurangkan penyejatan air, dan menggalakkan penyembuhan luka.
(IV) Zink oksida untuk makanan
Sebagai bahan tambahan sumber zink dalam makanan haiwan, ia menyediakan haiwan dengan unsur zink yang diperlukan untuk pertumbuhan.
Penambahan yang betul boleh menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan haiwan, meningkatkan imuniti, dan meningkatkan daya tahan penyakit. Walau bagaimanapun, ia harus digunakan dengan betul. Dos yang tinggi boleh menyebabkan kerosakan usus kepada haiwan dan pencemaran alam sekitar. Sebagai contoh, menambah jumlah zink oksida yang sesuai kepada diet anak babi boleh mengurangkan kejadian cirit-birit, tetapi dos yang tinggi dihadkan oleh peraturan.
4. Kesan prinsip proses yang berbeza terhadap prestasi produk
(I) Kaedah tidak langsung
1. Prinsip proses
Kaedah tidak langsung biasanya menggunakan jongkong zink ketulenan tinggi sebagai bahan mentah. Jongkong zink mula-mula dipanaskan kepada kira-kira 1000 °C untuk mencairkan dan menyejat menjadi wap zink.
Selepas itu, dalam keadaan suhu tinggi, wap zink mengalami tindak balas pengoksidaan dengan udara panas atau oksigen untuk menghasilkan zink oksida. Persamaan tindak balas kimia ialah: 2Zn + O₂ → 2ZnO. Dalam proses ini, pengoksidaan wap zink adalah langkah utama. Faktor-faktor seperti suhu tindak balas dan aliran oksigen mempunyai pengaruh penting ke atas penjanaan dan prestasi zink oksida.
2. Kesan ke atas prestasi produk
Zink oksida yang disediakan melalui kaedah ini mempunyai ketulenan yang tinggi melebihi 99% dan kandungan kekotoran yang rendah. Ia sesuai untuk bidang dengan keperluan ketulenan yang ketat, seperti elektronik dan perubatan.
Saiz zarah produk agak besar, biasanya dalam julat 0.1-10μm, dengan taburan saiz zarah yang sempit dan kebolehserakan yang baik, yang sesuai untuk aplikasi dalam getah, salutan dan bidang lain, dan boleh meningkatkan keseragaman dan kestabilan produk. Struktur kristal agak lengkap dan kehabluran adalah tinggi, yang menjadikannya mempunyai kestabilan fizikal dan kimia yang baik, dan prestasinya sedikit berubah dalam persekitaran yang keras seperti suhu tinggi dan kelembapan tinggi.
(II) Kaedah langsung
1. Prinsip proses
Kaedah langsung adalah berdasarkan bahan mentah yang mengandungi zink seperti bijih zink dan abu zink. Biasanya, bahan mentah dicampur dengan agen penurun seperti kok dan kemudian dikurangkan dan dipanggang pada suhu tinggi (1000-1300 °C).
Sebatian yang mengandungi zink dikurangkan kepada wap zink, dan kekotoran dalam bahan mentah juga akan bertindak balas dengan sewajarnya. Wap zink kemudiannya memasuki kebuk pengoksidaan dan bertindak balas dengan udara atau oksigen untuk membentuk zink oksida. Proses ini melibatkan tindak balas pengurangan dan pengoksidaan yang kompleks, dan faktor seperti komposisi bahan mentah, dos agen pengurangan dan suhu mempunyai kesan yang besar terhadap kualiti produk.
2. Kesan ke atas prestasi produk
Kerana bahan mentah mengandungi kekotoran, ketulenan produk adalah lebih rendah daripada kaedah tidak langsung, secara amnya 95%-98%, tetapi ketulenan boleh diperbaiki dengan mengoptimumkan proses dan rawatan seterusnya. Ia sesuai untuk bidang yang tidak memerlukan ketulenan yang sangat tinggi, seperti seramik dan kaca.
Saiz zarah dan pengedaran produk sangat dipengaruhi oleh bahan mentah dan keadaan proses. Saiz zarah mungkin tidak sekata, yang memerlukan kawalan halus proses untuk bertambah baik. Struktur kristal mungkin mengalami kecacatan akibat kekotoran dan proses pengoksidaan yang cepat, menjejaskan sifat elektrik dan optiknya.
Ia harus digunakan dengan berhati-hati dalam beberapa senario aplikasi dengan keperluan prestasi tinggi.
(III) Zink oksida kimia basah
1. Prinsip proses
Kaedah kimia basah ialah satu siri tindak balas kimia yang dijalankan dalam sistem larutan untuk menyediakan zink oksida.
Kaedah biasa termasuk kaedah pemendakan dan kaedah sol-gel. Mengambil kaedah pemendakan sebagai contoh, garam zink (seperti zink nitrat, zink asetat) dan pemendakan (seperti natrium hidroksida, air ammonia) biasanya dicampur dalam larutan. Dengan mengawal keadaan tindak balas (seperti nilai pH, suhu, masa tindak balas, dll.), ion zink bertindak balas dengan pemendakan untuk membentuk mendakan zink hidroksida. Selepas itu, mendakan ditapis, dibasuh, dikeringkan dan dikalsinkan untuk mendapatkan produk zink oksida. Persamaan tindak balas kimia ialah: Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn (OH)₂↓, Zn (OH)₂ → ZnO + H₂O (pengkalsinan).
Kaedah sol-gel adalah untuk terlebih dahulu menghidrolisis dan menghidrolisiskan garam logam atau alkoksida logam dalam pelarut organik untuk membentuk sol, kemudian menuakannya untuk membentuk gel, dan akhirnya mengeringkan dan mengkalsinkannya untuk mendapatkan zink oksida.
2. Kesan ke atas prestasi produk
Dengan mengawal keadaan tindak balas dengan tepat, saiz zarah, morfologi dan struktur produk boleh dikawal dengan tepat.
Sebagai contoh, apabila menyediakan zink oksida berskala nano, saiz zarah boleh sekecil beberapa nanometer hingga berpuluh-puluh nanometer, yang mempunyai kelebihan unik dalam bidang pemangkinan dan antibakteria. Produk mempunyai ketulenan yang tinggi. Dengan memilih bahan mentah ketulenan tinggi dan langkah pencucian dan pengasingan yang sesuai, kekotoran boleh disingkirkan dengan berkesan untuk memenuhi aplikasi dengan keperluan ketulenan tinggi. Walau bagaimanapun, reagen organik dan keadaan tindak balas kompleks yang diperkenalkan semasa proses penyediaan boleh menyebabkan penggumpalan produk dan menjejaskan prestasinya. Langkah-langkah seperti menambah dispersant dan mengoptimumkan keadaan proses perlu diambil untuk menyelesaikan masalah ini.
Mengenai Jentera Serbuk Epik
Jentera Serbuk Epik ialah pengeluar terkemuka peralatan pemprosesan serbuk termaju, yang mengkhusus dalam sistem pengisaran ultrahalus, klasifikasi dan pengubahsuaian permukaan. Dengan dekad pengalaman industri dan teknologi teras Eropah, Epic Powder menyediakan penyelesaian tersuai untuk zink oksida dan bahan halus lain, membantu pelanggan meningkatkan prestasi produk, konsistensi dan kecekapan pengeluaran merentas industri seperti elektronik, getah, seramik dan farmaseutikal.
