ナノアルミナ ナノアルミナは、新しいタイプの高機能微細無機材料です。1980年代半ばにグレイターらがナノスケールのアルミナ粉末の製造に成功して以来、この先端材料への理解は深まりました。研究者たちは、高硬度、高強度、耐熱性、耐腐食性など、その優れた特性を数多く発見しました。その結果、ナノアルミナは航空宇宙、国防、化学工学、マイクロエレクトロニクスなどの分野で広く利用されています。実用化においては、 表面改質 ナノアルミナの製造は常に重要なプロセスでした。
なぜ変更が必要なのでしょうか?
まず、ナノアルミナは特異な特性を持つナノ材料であり、粒子径が非常に小さく、表面エネルギーが大きいため、凝集しやすいという特徴があります。凝集が激しいと、ナノアルミナ材料の性能に重大な影響を及ぼします。
第二に、ナノアルミナは生物医学研究における生体膜材料として用いることができる。しかし、格子欠陥の影響で、結晶表面はしばしば電荷分布の不均衡を示す。表面電荷欠陥とミクロンスケールの空間電荷領域の蓄積は、格子状の双極子モーメントをもたらす。生体材料がこのような粉末表面に接触すると、局所的な濃縮が起こり、細孔閉塞や膜汚染を引き起こす可能性がある。
さらに、アルミナは絶縁性と高い強度を有することから、コーティング材やゴムなどの材料において、硬度、絶縁性、延性、耐摩耗性を向上させる充填剤として使用されています。しかし、アルミナは極性物質であるため、非極性ポリマー材料との相溶性が低いという問題があります。そのため、アルミナの表面改質は重要な研究課題となっています。
表面改質 方法
表面改質とは、固体粒子を物理的または化学的に処理し、用途に応じて表面の物理化学的特性と形態を意図的に変化させることを指します。現在、主に2つの改質方法が一般的に用いられています。 有機表面改質主に有機修飾子を使用する。 無機コーティング改質表面コーティング改質とも呼ばれます。
有機表面改質
超微粒子の有機表面改質の目的は、特定の有機基を導入することです。これらの基は粒子表面を疎水性にし、樹脂、ゴム、塗料などの有機マトリックス中への粒子の分散性を向上させます。また、界面相溶性も向上させます。その結果、複合材料の加工性および機械的特性が向上します。改質剤は、化学構造に基づいて、一般的に高級脂肪酸またはその塩、低級脂肪酸エステル、カップリング剤に分類されます。
- 物理的コーティング改質
この方法では、ポリマー、樹脂、界面活性剤、水溶性または油溶性ポリマー、脂肪酸石鹸などの有機物質を用いて粒子表面をコーティングします。これは、基本的な表面改質のためのシンプルで広く使用されている手法です。 - 表面化学改質
この方法では、改質剤と粒子表面の間で化学反応または吸着が起こります。現在、工業生産において最も広く使用されている改質技術です。 - 接ぎ木の改良
特定の活性化条件下で、モノマーまたはポリマーオレフィンが粉末表面に導入されます。場合によっては、付着したモノマーオレフィンが表面上でさらに重合し、改質が達成されます。
表面コーティング改質
表面コーティング改質とは、超微粒子アルミナの表面をより小さな固体粒子または薄い固体膜で均一にコーティングするプロセスを指します。これにより、元の粒子の表面組成、構造、形態、および機能特性が変化します。
反応環境とコーティングの性質に応じて、表面コーティング法には、化学沈殿法、加水分解コーティング法、ゾルゲル法、溶媒蒸発法、メカノケミカル法、および気相法が含まれます。
これらのうち、最初の3つは溶液反応法に属します。これらの方法では、可溶性塩溶液が沈殿または加水分解によって沈殿物を形成し、得られた沈殿物が対象の粉末表面をコーティングします。
エピックパウダー
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