การดัดแปลงนาโน-อะลูมินา: การแก้ไขปัญหาการรวมตัวและความเข้ากันได้

นาโนอะลูมินา เป็นวัสดุอนินทรีย์ชนิดละเอียดชนิดใหม่ที่มีฟังก์ชันการทำงานสูง นับตั้งแต่ Gleiter และทีมอื่นๆ ประสบความสำเร็จในการผลิตผงอะลูมินาระดับนาโนในช่วงกลางทศวรรษ 1980 ความเข้าใจเกี่ยวกับวัสดุขั้นสูงนี้ก็ยิ่งลึกซึ้งยิ่งขึ้น นักวิจัยได้ค้นพบคุณสมบัติอันยอดเยี่ยมหลายประการของอะลูมินา เช่น ความแข็งสูง ความแข็งแรงสูง ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อน ด้วยเหตุนี้ อะลูมินาระดับนาโนจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ วิศวกรรมเคมี ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ ในการใช้งานจริง การปรับเปลี่ยนพื้นผิว ของนาโนอะลูมินาเป็นกระบวนการที่สำคัญเสมอมา

เพราะเหตุใดจึงจำเป็นต้องปรับเปลี่ยน?

ประการแรก เนื่องจากเป็นวัสดุนาโนที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว นาโนอะลูมินาจึงมีขนาดอนุภาคเล็กมากและมีพลังงานพื้นผิวสูง ซึ่งทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดการเกาะกลุ่มกันสูง การเกาะกลุ่มกันอย่างรุนแรงส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของวัสดุนาโนอะลูมินา

ประการที่สอง นาโนอะลูมินาสามารถใช้เป็นวัสดุฟิล์มชีวภาพสำหรับการวิจัยทางชีวการแพทย์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อบกพร่องของโครงตาข่าย พื้นผิวผลึกจึงมักแสดงการกระจายประจุที่ไม่สมดุล การสะสมของข้อบกพร่องของประจุบนพื้นผิวและบริเวณประจุในอวกาศระดับไมครอนทำให้เกิดโมเมนต์ไดโพลแบบกริด เมื่อวัสดุชีวภาพสัมผัสกับพื้นผิวผงดังกล่าว อาจเกิดการเสริมสมรรถนะเฉพาะจุด ส่งผลให้เกิดการอุดตันของรูพรุนและการปนเปื้อนของเยื่อหุ้มเซลล์

นอกจากนี้ เนื่องจากคุณสมบัติเป็นฉนวนและความแข็งแรงสูง อะลูมินาจึงถูกนำมาใช้เป็นสารตัวเติมในสารเคลือบ ยาง และวัสดุอื่นๆ เพื่อเพิ่มความแข็ง ความเป็นฉนวน ความเหนียว และความทนทานต่อการสึกหรอ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอะลูมินาเป็นสารที่มีขั้ว จึงมีความเข้ากันได้ไม่ดีกับวัสดุพอลิเมอร์ที่ไม่มีขั้ว ดังนั้น การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของอะลูมินาจึงกลายเป็นหัวข้อวิจัยที่สำคัญ

การปรับเปลี่ยนพื้นผิว วิธีการ

การดัดแปลงพื้นผิว หมายถึง การปรับสภาพทางกายภาพหรือทางเคมีของอนุภาคของแข็ง เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพื้นผิวโดยเจตนาให้สอดคล้องกับข้อกำหนดการใช้งาน ปัจจุบันมีวิธีการปรับเปลี่ยนหลักสองวิธีที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ การปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์ซึ่งใช้สารปรับเปลี่ยนอินทรีย์เป็นหลัก และ การดัดแปลงสารเคลือบอนินทรีย์หรือเรียกอีกอย่างว่า การปรับเปลี่ยนการเคลือบผิว

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์

วัตถุประสงค์ของการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์ของอนุภาคขนาดเล็กพิเศษคือการนำกลุ่มอินทรีย์เฉพาะเข้ามา กลุ่มเหล่านี้ทำให้พื้นผิวอนุภาคมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ วิธีนี้ช่วยปรับปรุงการกระจายตัวของอนุภาคในเมทริกซ์อินทรีย์ เช่น เรซิน ยาง หรือสี นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของพื้นผิว ส่งผลให้ประสิทธิภาพการประมวลผลและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุผสมดีขึ้น โดยทั่วไปแล้ว สารปรับเปลี่ยนจะถูกจัดประเภทตามโครงสร้างทางเคมีเป็นกรดไขมันชนิดสูงหรือเกลือของกรดไขมัน เอสเทอร์ของกรดไขมันเกรดต่ำ และสารคู่ควบ

• การปรับเปลี่ยนการเคลือบทางกายภาพ
  วิธีนี้ใช้สารอินทรีย์ เช่น พอลิเมอร์ เรซิน สารลดแรงตึงผิว พอลิเมอร์ที่ละลายน้ำหรือละลายในน้ำมัน หรือสบู่กรดไขมัน เพื่อเคลือบผิวอนุภาค เป็นวิธีที่เรียบง่ายและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวพื้นฐาน
• การดัดแปลงทางเคมีพื้นผิว
  วิธีการนี้ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีหรือการดูดซับระหว่างตัวปรับเปลี่ยนและพื้นผิวของอนุภาค ปัจจุบันถือเป็นเทคนิคการดัดแปลงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการผลิตเชิงอุตสาหกรรม
• การปรับเปลี่ยนการต่อกิ่ง
  ภายใต้สภาวะการกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจง โอเลฟินโมโนเมอร์หรือโพลีเมอร์จะถูกเติมลงบนพื้นผิวของผง บางครั้งโอเลฟินโมโนเมอร์ที่ติดอยู่จะถูกพอลิเมอร์ไรเซชันบนพื้นผิวเพิ่มเติมเพื่อปรับเปลี่ยน

การปรับเปลี่ยนการเคลือบผิว

การดัดแปลงการเคลือบผิว หมายถึงกระบวนการเคลือบผิวอนุภาคอะลูมินาละเอียดเป็นพิเศษด้วยอนุภาคของแข็งขนาดเล็กหรือฟิล์มแข็งบางๆ อย่างสม่ำเสมอ การเปลี่ยนแปลงนี้จะส่งผลต่อองค์ประกอบ โครงสร้าง สัณฐานวิทยา และคุณสมบัติการทำงานของอนุภาคเดิมบนพื้นผิว

วิธีการเคลือบผิวจะประกอบด้วยการตกตะกอนทางเคมี การเคลือบไฮโดรไลซิส โซลเจล การระเหยตัวทำละลาย เคมีกล และวิธีการในเฟสก๊าซ ตามสภาพแวดล้อมของปฏิกิริยาและลักษณะของการเคลือบ
ในจำนวนนี้ สามวิธีแรกจัดอยู่ในประเภทปฏิกิริยาสารละลาย ในวิธีการเหล่านี้ สารละลายเกลือที่ละลายน้ำได้จะเกิดการตกตะกอนโดยการตกตะกอนหรือการไฮโดรไลซิส จากนั้นตะกอนที่เกิดขึ้นจะเคลือบพื้นผิวผงเป้าหมาย

ผงมหากาพย์

Epic Powder เราเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิวนาโนอะลูมินา นำเสนอโซลูชันอุปกรณ์ขั้นสูงสำหรับกระบวนการดัดแปลงทั้งแบบอินทรีย์และอนินทรีย์ ระบบของเรามีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ การกระจายตัวที่สม่ำเสมอ และการทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ผงดัดแปลงคุณภาพสูงที่เสถียร ด้วยความเชี่ยวชาญกว่า 20 ปีด้านการบดและดัดแปลงแบบละเอียด Epic Powder ให้บริการออกแบบกระบวนการเฉพาะทางและสายการผลิตแบบครบวงจร ซึ่งช่วยให้ลูกค้าสามารถปรับปรุงการกระจายตัว ความเข้ากันได้ที่ดีขึ้น และประสิทธิภาพของนาโนอะลูมินาสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ