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Modifikationsmethode und Prinzip der wärmeleitenden Partikel

Jun 18, 2020

Die Pulveroberflächenmodifikation bezieht sich auf die Oberflächenbehandlung, Modifikation und Verarbeitung von Partikeln durch bestimmte Verfahren. Um die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Pulveroberfläche zu ändern, um die Anforderungen der Pulververarbeitung und -anwendung zu erfüllen. Die Pulveroberflächenmodifikation wird auch als Oberflächenmodifikation und Oberflächenbehandlung bezeichnet. Davor gab es viele Methoden zur Klassifizierung der Pulveroberflächenmodifikation, einschließlich chemischer Methode, mechanochemischer Methode, physikalischer Methode usw. nach dem Behandlungsmittel, Polymerbehandlung, Tensidbehandlung, anorganische Modifikation, Haftvermittlerbehandlung, Verbundbehandlung, usw. Nach Angaben der Behandlungsindustrie gab es eine Trockenbehandlung und eine Nassbehandlung.

Physikalische Modifikationsmethode

Die physikalische Behandlung bezieht sich im Allgemeinen auf die Oberflächenmodifizierung von Pulver ohne Oberflächenmodifikator, einschließlich elektromagnetischer Behandlung Welle, Neutronenstrom, Bestrahlungsbehandlung einiger Strahlenteilchen, Ultraschall, Wärmebehandlung und elektrochemische Behandlung, Plasmabehandlung usw. Beispielsweise kann Bestrahlung die Oberfläche verändern Struktur- und Ladungseigenschaften von Pulverteilchen, Erzeugung von Löchern und Defekten auf ihrer Oberfläche, Verschärfung der Oberflächenheterogenität von Teilchen, Änderung des Oberflächenenergiezustands und damit Änderung der Benetzbarkeit der Partikeloberfläche. Ein Polymerfilm kann auf der Oberfläche des Pulvers durch Plasmamodifikation von Polymergas gebildet werden. Das Prinzip besteht darin, die Plasmapolymerisationstechnologie zu verwenden, um das Monomer der organischen Verbindung zu aktivieren, um freie Radikale in der Gasphase zu bilden. Wenn freie Gasphasenradikale an der festen Oberfläche adsorbiert werden, bilden sich freie Oberflächenradikale.

Somit polymerisiert es mit dem ursprünglichen Monomer in der Gasphase oder dem im Plasma auf der Oberfläche erzeugten Derivatmonomer unter Bildung eines Polymerfilms mit hohem Molekulargewicht.

Chemische Modifizierungsmethode

Die chemische Behandlung umfasst die Oberflächenbeschichtung und die chemische Modifizierung der Oberfläche.

Oberflächenbeschichtung

Oberflächenbeschichtungsbehandlung bezieht sich auf das Beschichten des Behandlungsmittels auf der Oberfläche von Pulverteilchen, um durch bestimmte Technologie die Oberfläche zu erreichen

Der Zweck der Modifikation kann in Festphasenbeschichtung, Flüssigphasenbeschichtung, Gasphasenbeschichtung, Mikrokapselbeschichtung und andere Mittel unterteilt werden

(1) Festphasenbeschichtungsverfahren: bezieht sich normalerweise auf die beiden Substanzen, die bei Raumtemperatur keine Viskosität und keine chemische Reaktion aufweisen

Die Oberflächenmodifikation kann realisiert werden, indem eine oder mehrere Substanzen mit einer bestimmten Behandlung auf die Oberfläche von ultrafeinem Pulver aufgetragen werden. In einem Reaktionssystem befinden sich sowohl ultrafeines Pulver als auch Polymer. Wenn die freien Radikale oder positiven und negativen Ionen, die durch Aufbrechen der Polymerkettenbindung unter Einwirkung mechanischer Kraft erzeugt werden, auf die frische aktive Oberfläche treffen, die durch mechanische Kraftaktivierung ultrafeiner Pulverteilchen erzeugt wird, ist es möglich, das beschichtete Polymer auf die Oberfläche ultrafeinen Pulvers zu pfropfen Partikel. Das Verfahren ist einfach, dh das superfeine Pulver und das Polymer oder Monomer (mit einer kleinen Menge Initiator) werden zusammen superfein gemahlen, um die Oberflächenbeschichtungsmodifikation zu erreichen. Beispielsweise ist ein Pulver leicht zu hydrolysieren, so dass es durch trockene Festphasenbeschichtung modifiziert werden kann. Die Oberflächenbeschichtungsmodifikation kann auf die Oberfläche von AIN-Partikeln gepfropft werden, indem AIN-Pulver und PPS-Pulver mit hoher Geschwindigkeit gemischt und unter bestimmten Bedingungen mit super hoher Geschwindigkeit aufgeschlagen werden, um den Zweck der Oberflächenmodifikation zu erreichen.

(2) Flüssigphasenbeschichtung: Beschichten des Pulvers in flüssiger Phase durch chemische Methode. Gemeinsame Flüssigkeit

Die Phasenbeschichtung dient zum Beschichten der Oberfläche von ultrafeinem Pulver mit Metalloxid, Metall, Polymer und anderen unkonventionellen Modifikatoren. Die chemische Modifizierung der Pulverteilchen durch ein chemisches Flüssigphasenverfahren ist durch Pfropfpolymerisation und Emulsionspolymerisation gekennzeichnet. Die Pfropfpolymerisation besteht darin, einige Gruppen auf der Oberfläche des ultrafeinen Pulvers vorzupfropfen, die an der Polymerisation teilnehmen oder eine initiierende Rolle spielen können oder die Polymerisation stoppen können, und dann Monomere und Initiatoren zuzusetzen, um die Polymerisation durchzuführen.

Entsprechend den verschiedenen Pfropfgruppen kann es in drei Typen unterteilt werden: vor der Pfropfung ungesättigte Gruppe, Initiationsgruppe und Terminierungsgruppenmethode. Auf der Oberfläche von Siliciumdioxidpartikeln befinden sich viele Hydroxylgruppen, die mit einem KH-550-Haftvermittler behandelt werden können. Nach dem Pfropfen kondensieren die durch Siloxan hydrolysierte Hydroxylgruppe und die Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Partikels unter Bildung einer Etherbindung wodurch das Haftvermittler mit Doppelbindung auf die Oberfläche des Siliciumdioxidteilchens gepfropft wird. Dann kann die Doppelbindung verwendet werden, um mit dem Monomer zu copolymerisieren, so dass die lange Kette des Polymers auf die Partikeloberfläche gepfropft werden kann.

Auf der Basis der Emulsionspolymerisationstechnologie werden organisches Polymer und anorganische ultrafeine Partikel unter Verwendung von&"Verbundtechnologie GG" gewonnen.

Das anorganische organische Verbundpulver wurde hergestellt, wodurch sich der Verbund aus organischen Polymermaterialien und anorganischen Partikeln vom einfachen Mischen zum submikroskopischen organischen Verbund entwickelte. Seifenfreie Emulsionspolymerisation, Emulsionspolymerisation und Mikroemulsionspolymerisation wurden bei der Emulsionspolymerisation verwendet. Seifenfreie Emulsionspolymerisation bedeutet, dass ultrafeine Partikel direkt in Wasser injiziert werden und Monomer und Initiator zur Emulsionspolymerisation gegeben werden und Polymer auf die Oberfläche anorganischer Partikel aufgetragen wird. Beispielsweise wird nach emulgatorfreier Polymerisation von Methacrylsäuremonomer in Gegenwart von Siliciumoxid ein 9 nm dickes PMMA-Polymer auf die Oberfläche der Siliciumdioxidteilchen aufgetragen. Die seifenfreie Emulsionspolymerisation von MMA auf einer Al-, O- und Partikeloberfläche kann durch Kaliumpersulfat als Initiator durchgeführt werden, um eine Oberflächenmodifikation zu erreichen. Um die Einkapselungseffizienz zu verbessern, wird im Voraus ein Tensid zugesetzt, um die Oberflächenpolarität der ultrafeinen Teilchen zu verringern, die Affinität zwischen dem Monomer und den Teilchen zu verbessern und das Monomeraggregat zu bilden und auf der Oberfläche der Pulverteilchen zu polymerisieren, um ein zu bilden Überzugsschicht, dh die Vorbehandlungsemulsionspolymerisation. Die Oberflächenmodifizierung des Pulvers kann durch Zugabe von Tensid und wasserlöslichem Polymer oder durch Kombinieren des Haftvermittlers mit der Hydroxylgruppe auf der Partikeloberfläche durch chemische Bindung durchgeführt werden. Beispielsweise wurde das Haftvermittler verwendet, um die Oberfläche von Siliciumdioxid im Voraus zu behandeln, um seine Hydrophobizität zu verbessern, und dann wurde das Polyacrylamid durch den Redoxinitiator auf die Oberfläche von Siliciumdioxid gepfropft. Durch Mikroemulsionspolymerisation können alle Tröpfchen, die ultrafeine Pulver enthalten, Keime bilden und die Größe und Verteilung der Tröpfchen steuern. Daher hat es potentielle Vorteile beim Beschichten von ultrafeinen Pulvern.

(3) Mikroverkapselung: die Einkapselung eines Feststoffs, einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein natürliches oder synthetisches Polymermaterial Eine Kern-Schale-Struktur mit einem Durchmesser von weniger als einigen hundert Mikrometern und bis zu tausend Mikrometern wird gebildet. Der Schlüssel zur Herstellung von Mikrokapseln liegt in der Filmbildung des eingekapselten Kerns, manchmal muss der Film verfestigt werden. Es gibt 4 Möglichkeiten, Mikrokapseln herzustellen: Grenzflächenpolymerisation, physikalisch mechanisch, Phasentrennung, Verdampfung des Emulsionslösungsmittels. Die Mikrokapselbeschichtung von ultrafeinen wärmeleitenden Partikeln besteht darin, mithilfe der Mikrokapseltechnologie einen organischen Film auf die Oberfläche des Pulvers aufzutragen, der die Oberflächeneigenschaften des Pulvers verändert. Der Beschichtungseffekt dieses Verfahrens ist gleichmäßig und die Beschichtungseffizienz anderer Beschichtungsverfahren ist relativ gering. Die meisten Mikrokapseln werden im Nassverfahren beschichtet, obwohl die Wirkung gut ist, aber das Lösungsmittel verschwendet wird und der Zyklus lang ist; Die trockene Mikrokapselbeschichtung ist relativ kostengünstig, was für die industrielle Produktion geeignet ist, und es lohnt sich, sie zu untersuchen und zu verbessern.

2, chemische Oberflächenmodifikation

Die Oberflächenmodifizierungsverfahren von Pulver durch verschiedene Oberflächenbehandlungsmittel werden zusammen als chemische Modifizierung und Modifizierung der Oberfläche bezeichnet.

Diese Methode ist die am weitesten verbreitete Methode zur Oberflächenmodifizierung von ultrafeinem Pulver. Es verwendet hauptsächlich das Oberflächenbehandlungsmittel und Pulverpartikel zur Adsorption und chemischen Reaktion, um den Zweck der Pulveroberflächenbehandlung zu erreichen.

Oberflächenbehandlungsmittel werden hauptsächlich in vier Kategorien unterteilt: organisches Monomer, organisches Oligomer, Tensid und Haftvermittler. Nicht voll Und organische Säure als Oberflächenmodifikator von ultrafeinem Pulver mit einer oder mehreren ungesättigten Doppelbindungen und einer oder mehreren Carbonsäuren

Die Anzahl der Kohlenstoffatome beträgt weniger als 10, wie Acrylsäure, Maleinsäure usw. Organische Oligomere umfassen Polyolefinoligomere wie zufälliges Polypropylen, Polyethylenwachs, Polyethylenglykol usw. Oligomere haben eine hohe Haftfähigkeit, die eine bessere Benetzung aufweisen kann. Adhäsions- und Beschichtungseffekt mit Pulverpartikeln. Tenside lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: hochwertige Fettsäuren und ihre Salze, hochwertige Amine und nichtionische Tenside. Haftvermittler können in Silan-, Titanat- und Aluminat-Haftvermittler unterteilt werden.

Der Oberflächenmodifizierungsmechanismus von Pulverpartikeln ist sehr unterschiedlich, aber die Kraft zwischen ihnen ist nichts anderes als Chemie und Substanz

Es gibt zwei Arten der physikalischen Adsorption. Chemische Adsorption bezieht sich auf die chemische Reaktion zwischen dem Behandlungsmittel und den Gitterpartikeln oder Atomen auf der Oberfläche von Pulverpartikeln

Daher unterliegen die an der Reaktion beteiligten Teilchen einem Elektronentransfer oder einem Elektronen-Co-Besitz und bilden eine starke Bindungsadsorption wie Ionenbindung, kovalente Bindung oder Koordinationsbindung auf der Oberfläche von Pulverteilchen. Die physikalische Adsorption bezieht sich auf die statische Ladungsmoleküladsorption. Grundsätzlich kann es zu einer elektrostatischen Adsorption kommen, solange sie sich vom Oberflächenpotential der Pulverteilchen unterscheidet. Es hat keine Richtung und Sättigung und kann eine mehrschichtige Adsorption bilden. Als Oberflächenbehandlungsmittel ist ein Haftvermittler weit verbreitet. Es gibt zwei Möglichkeiten, Haftvermittler zu verwenden: Vorbehandlung und direkte Zugabe. Vorbehandlung bedeutet, dass die Oberfläche von Pulverteilchen mit einem Haftvermittler behandelt wird, um oberflächenaktive Pulverteilchen herzustellen, und dann werden die behandelten Teilchen und die Harzmatrix gemischt. Die direkte Zugabemethode besteht darin, alle Beimischungen und Harze miteinander zu mischen. Bei diesem Verfahren sollte die Materialtemperatur niedriger als die Zersetzungstemperatur des Haftvermittlers geregelt werden, und die Zufuhrsequenz sollte beachtet werden, um die erste Reaktion zwischen anderen Additiven und dem Haftvermittler zu vermeiden und dessen Verwendungseffekt zu verringern. Die Wirkung der Vorbehandlungsmethode ist viel besser als die der Direkteintrittsmethode. Gemäß dem Implementierungsverfahren kann das Vorbehandlungsverfahren in ein Trockenverfahren und ein Nassverfahren unterteilt werden. Das Verfahren der Nasswägelösung, das ein Haftvermittler in Lösung bringen und Pulverteilchen gleichmäßig in einem Hochgeschwindigkeitsdispergierer bei einer bestimmten Temperatur dispergieren kann, kann eine Oberflächenmodifikation und -modifikation realisieren. Diese Methode ist in der Laborforschung weit verbreitet. Da die Wasch-, Entlösungs-, Trocknungs- und Zerkleinerungsprozesse von Pulverteilchen nach der Reaktion komplex und zeitaufwändig sind, ist sie nicht für die industrielle Herstellung und Anwendung geeignet. Das Trockenverfahren bezieht sich auf das Sprühverfahren, und die Pulverteilchen werden dehydratisiert und reagieren dann mit dem Nebelkupplungsmittel in einem Hochgeschwindigkeitsdispergierer bei einer bestimmten Temperatur, um die oberflächenaktiven Pulverteilchen zu erhalten. Diese Methode ist für die industrielle Produktion geeignet und hat die Eigenschaften schnell, einfach und effizient.