Nano alumina adalah jenis baru material anorganik halus dengan fungsi tinggi. Sejak Gleiter dan rekan-rekannya berhasil menyiapkan bubuk alumina skala nano pada pertengahan 1980-an, pemahaman tentang material canggih ini semakin mendalam. Para peneliti telah menemukan banyak sifat unggulannya, seperti kekerasan tinggi, kekuatan tinggi, ketahanan panas, dan ketahanan korosi. Hasilnya, nano alumina telah banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, pertahanan nasional, teknik kimia, mikroelektronika, dan bidang lainnya. Dalam aplikasi praktis, modifikasi permukaan nano alumina selalu menjadi proses yang krusial.
Mengapa modifikasi diperlukan?
Pertama, sebagai nanomaterial dengan karakteristik unik, nano alumina memiliki ukuran partikel yang sangat kecil dan energi permukaan yang besar, sehingga sangat rentan terhadap penggumpalan. Penggumpalan yang parah secara signifikan memengaruhi kinerja material nano alumina.
Kedua, nano alumina dapat digunakan sebagai material film biologis untuk penelitian biomedis. Namun, karena cacat kisi, permukaan kristal seringkali menunjukkan distribusi muatan yang tidak seimbang. Akumulasi cacat muatan permukaan dan daerah muatan ruang berskala mikron menghasilkan momen dipol seperti kisi. Ketika material biologis bersentuhan dengan permukaan serbuk tersebut, pengayaan lokal dapat terjadi, yang mengakibatkan penyumbatan pori dan kontaminasi membran.
Selain itu, karena sifat insulasi dan kekuatannya yang tinggi, alumina digunakan sebagai pengisi dalam pelapis, karet, dan material lainnya untuk meningkatkan kekerasan, insulasi, keuletan, dan ketahanan aus. Namun, karena alumina merupakan zat polar, kompatibilitasnya dengan material polimer nonpolar kurang baik. Oleh karena itu, modifikasi permukaan alumina telah menjadi topik penelitian yang penting.
Modifikasi Permukaan Metode
Modifikasi permukaan mengacu pada perlakuan fisik atau kimia partikel padat untuk secara sengaja mengubah sifat fisikokimia dan morfologi permukaannya sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Saat ini, terdapat dua metode modifikasi utama yang umum digunakan: modifikasi permukaan organik, yang terutama menggunakan pengubah organik, dan modifikasi pelapis anorganik, juga dikenal sebagai modifikasi pelapisan permukaan.
Modifikasi Permukaan Organik
Tujuan modifikasi permukaan organik partikel ultrafine adalah untuk memasukkan gugus organik spesifik. Gugus ini menjadikan permukaan partikel bersifat hidrofobik. Hal ini meningkatkan dispersi partikel dalam matriks organik seperti resin, karet, atau cat. Modifikasi ini juga meningkatkan kompatibilitas antarmuka. Hasilnya, kinerja pemrosesan dan sifat mekanis komposit meningkat. Berdasarkan struktur kimianya, pengubah biasanya diklasifikasikan sebagai asam lemak tinggi atau garamnya, ester asam lemak kadar rendah, dan agen penggandeng.
- Modifikasi Pelapisan Fisik
Metode ini menggunakan zat organik—seperti polimer, resin, surfaktan, polimer yang larut dalam air atau minyak, atau sabun asam lemak—untuk melapisi permukaan partikel. Metode ini merupakan pendekatan yang sederhana dan banyak digunakan untuk modifikasi permukaan dasar. - Modifikasi Kimia Permukaan
Dalam metode ini, reaksi kimia atau adsorpsi terjadi antara pengubah dan permukaan partikel. Saat ini, metode ini merupakan teknik modifikasi yang paling banyak digunakan dalam produksi industri. - Modifikasi Cangkok
Dalam kondisi aktivasi tertentu, olefin monomerik atau polimerik ditambahkan ke permukaan serbuk. Terkadang, olefin monomer yang terikat dipolimerisasi lebih lanjut di permukaan untuk mencapai modifikasi.
Modifikasi Pelapisan Permukaan
Modifikasi pelapisan permukaan mengacu pada proses pelapisan permukaan partikel alumina ultrahalus secara merata dengan partikel padat yang lebih kecil atau lapisan padat tipis. Proses ini mengubah komposisi permukaan, struktur, morfologi, dan sifat fungsional partikel asli.
Menurut lingkungan reaksi dan sifat pelapisan, metode pelapisan permukaan meliputi metode presipitasi kimia, pelapisan hidrolisis, sol-gel, penguapan pelarut, mekanokimia, dan fase gas.
Di antara metode-metode ini, tiga metode pertama termasuk dalam kategori reaksi larutan. Dalam metode ini, larutan garam terlarut membentuk endapan melalui presipitasi atau hidrolisis. Endapan yang dihasilkan kemudian melapisi permukaan bubuk target.
Bubuk Epik
Epic Powder berspesialisasi dalam teknologi modifikasi permukaan nano alumina, menawarkan solusi peralatan canggih untuk proses modifikasi organik dan anorganik. Sistem kami dilengkapi kontrol suhu yang presisi, dispersi yang seragam, dan operasi berkelanjutan untuk menghasilkan bubuk modifikasi yang stabil dan berkualitas tinggi. Dengan lebih dari 20 tahun keahlian dalam penggilingan dan modifikasi ultrafine, Epic Powder menyediakan desain proses yang disesuaikan dan lini produksi lengkap yang membantu pelanggan mencapai dispersi yang lebih baik, kompatibilitas yang lebih baik, dan kinerja nano alumina yang lebih baik di berbagai aplikasi industri.
