나노황산바륨의 5가지 표면개질 방법과 특성

나노황산바륨은 새로운 유형의 무기재료로서 높은 비표면적, 높은 활성, 우수한 분산성 등의 장점으로 인해 많은 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
그러나 한편, 나노황산바륨은 친수성과 소유성의 성질을 갖고 있으며, 고분자 매트릭스와 극성 차이가 커서 고분자 내에서 뭉치기 쉽고 분산성이 좋지 않아 그로 인해 고분자 매트릭스의 밀도가 낮아지는 문제점이 있다. 기계적 성질; 반면, 나노-황산바륨의 높은 표면 활성으로 인해 인접한 입자가 뭉치거나 뭉칠 가능성이 매우 높으며 이는 생산에 적용되는 데 영향을 미칩니다.
따라서 고분자 내 황산바륨의 분산성을 향상시키고 복합재료 내 나노황산바륨의 종합적인 성능을 향상시키기 위해서는 나노황산바륨의 표면을 개질하여 응용범위를 확대하는 것이 필요하다.

1. 커플링제 변형 방법
커플링제는 양친매성 구조를 갖는 물질의 일종으로 무기친화기와 유기친화기를 연결할 수 있다. 즉, 커플링제는 분자 가교 역할을 하여 무기물과 유기물 사이의 계면을 강화시킨다. . 일반적인 커플링제에는 실란, 알루미네이트, 티타네이트 등이 포함됩니다.
실란은 현재 가장 널리 사용되는 고용량 커플링제입니다. 표면에 수산기가 있는 무기나노입자에는 매우 효과적이지만, 일반 실란커플링제는 황산바륨 표면과 강한 결합력을 갖지 않습니다. 나노황산바륨의 표면을 실란화할 수 있는 다성분 커플링제가 더 효과적이지만 비용이 많이 들고 사용이 복잡하다.
티타네이트 커플링제는 티타네이트가 나노황산바륨 표면의 자유 양성자와 화학적 결합을 형성하여 표면에 유기막을 형성하여 표면 특성의 변화를 일으킬 수 있기 때문에 대부분의 무기 입자에 좋은 개질 효과가 있습니다. 그러나 가격이 비싸고 인체에 유해한 성분이 함유되어 있어 그 적용 범위가 점점 줄어들고 있습니다.
알루미네이트 커플링제는 새로운 유형의 커플링제입니다. 분자 내 쉽게 가수분해되는 알콕시 그룹은 황산바륨 표면의 자유 양성자와 화학적으로 반응하여 단분자막을 생성하고 비가역적인 Al-O 결합을 형성하여 제품 성능을 향상시킵니다. 성능도 다른 커플링제보다 우수합니다.

2. 계면활성제 개질방법
계면활성제는 분자의 한쪽 끝에 장쇄 알킬 그룹을 가지고 있으며, 이는 폴리머 매트릭스에 고르게 분산될 수 있습니다. 다른 쪽 끝은 극성 친수성 그룹으로 황산바륨 표면과 물리적 흡착 또는 화학 반응을 거쳐 황산바륨 표면을 감싸 변형 목적을 달성할 수 있습니다. 일반적인 계면활성제에는 고급지방산과 그 염, 알코올, 아민, 인산염 등이 포함됩니다.
계면활성제는 가격이 저렴하고 종류가 많으며 생산량이 많습니다. 다양한 유형의 계면활성제를 사용하여 다양한 특성을 지닌 제품을 합성할 수 있습니다. 수정 기술은 비교적 성숙되어 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 지방산(염)은 더 일반적으로 사용되며 황산바륨의 표면 개질제로 매우 저렴합니다. 변형된 나노황산바륨은 고분자 내에서 더 나은 분산성과 친화성을 가지고 있습니다. 개질된 나노황산바륨은 표면장력으로 인해 물에 쉽게 침전되지 않으므로 활성화 정도를 이용하여 표면개질 효과를 반영할 수 있다.

3. 복합 수식어 수정 방법
복합변형제는 팔미트산나트륨/스테아르산나트륨, 스테아르산나트륨/황산아연, 스테아르산나트륨/도데실술폰산나트륨/알릴알코올폴리옥시에틸렌에테르 및 기타 복합변형제와 같은 2개 이상의 단일 변성제로 구성된 복합제형이다. 나노황산바륨을 개질할 때 복합 개질제는 각 개질제의 장점을 최대한 발휘하여 단일 개질 효과보다 개질 효과를 더 좋게 만들고 전문화 및 기능화 요구를 충족시킬 수 있습니다.
Zhang Beibeiet al. 초미립자 황산바륨의 표면을 개질하기 위해 스테아린산나트륨을 사용했습니다. 연구 결과 온도와 질량 분율이 감소하고 에너지 소비가 절감되었으며 활성화 정도가 99.90%에 도달한 것으로 나타났습니다. 팔미트산나트륨/스테아린산나트륨 복합 개질제로 개질한 후 단일 개질제 효과에 비해 제품의 내열성이 향상되었으며, 입자 크기 분포가 더 좁아지고, 평균 입자 크기가 0.89μm에서 감소했습니다. (수정되지 않음) ~ 0.78μm. 이는 개질제의 극성기가 황산바륨 입자와 반응하여 비극성기가 외부에 코팅되기 때문이다. 복합 변형 후 긴 탄소 사슬이 얽혀 메쉬 구조를 형성하여 소수성을 향상시킵니다. 이 수정 방법의 사용은 향후 개발 추세 중 하나가 될 것입니다.

4. 침전반응 수정방법
석출반응 개질법은 화학적 침전반응을 통해 반응에 개질제를 첨가하여 황산바륨 표면에 코팅막을 형성시키는 방법이다.
이 수정 방법은 생산 비용이 저렴하고, 운영이 용이하며, 강수 조건 제어가 용이합니다. 이는 입자 표면을 수정하기 위해 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다. 다양한 변형제와 침전제는 다양한 입자 크기와 형태를 생성합니다.

5. 무기코팅 개질방법
무기 코팅 개질은 입자 표면과 다른 반응 없이 물리적 작용이나 반데르발스 힘에 의해 입자 표면에 코팅막을 형성하는 것입니다. 일반적으로 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화아연과 같은 금속 산화물이 개질제로 선택됩니다.

최근 몇 년 동안 황산바륨 코팅은 나노입자의 산화, 결정 성장, 부식 및 응집을 방지하고 나노 황산바륨의 표면 특성을 개선하며 표면 활성을 증가시킬 수 있기 때문에 나노입자의 코팅 및 개질에 대한 연구가 증가하고 있습니다. 포인트를 부여하고 적용 범위를 확대합니다. 이 방법은 다양한 매체에서 무기 입자의 분산성을 향상시키지만 코팅의 균일성과 강도를 제어하기가 어려워 실제 작업에서 해결해야 할 문제입니다.