Nano alumina là một loại vật liệu vô cơ mịn mới có chức năng cao. Kể từ khi Gleiter và các cộng sự chế tạo thành công bột nhôm oxit ở quy mô nano vào giữa những năm 1980, sự hiểu biết về vật liệu tiên tiến này đã được nâng cao. Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra nhiều đặc tính tuyệt vời của nó, chẳng hạn như độ cứng cao, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn. Nhờ đó, nhôm oxit nano đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, quốc phòng, kỹ thuật hóa học, vi điện tử và các lĩnh vực khác. Trong các ứng dụng thực tế, sửa đổi bề mặt của nano alumina luôn là một quá trình quan trọng.
Tại sao cần phải sửa đổi?
Thứ nhất, là một vật liệu nano với những đặc tính độc đáo, nano alumina có kích thước hạt rất nhỏ và năng lượng bề mặt lớn, khiến nó dễ bị kết tụ. Sự kết tụ nghiêm trọng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của vật liệu nano alumina.
Thứ hai, nano alumina có thể được sử dụng làm vật liệu màng sinh học cho nghiên cứu y sinh. Tuy nhiên, do các khuyết tật mạng tinh thể, bề mặt tinh thể thường có sự phân bố điện tích không cân bằng. Sự tích tụ các khuyết tật điện tích bề mặt và các vùng điện tích không gian cỡ micron dẫn đến mômen lưỡng cực dạng lưới. Khi vật liệu sinh học tiếp xúc với bề mặt bột như vậy, sự làm giàu cục bộ có thể xảy ra, dẫn đến tắc nghẽn lỗ rỗng và nhiễm bẩn màng.
Ngoài ra, nhờ đặc tính cách điện và độ bền cao, alumina được sử dụng làm chất độn trong lớp phủ, cao su và các vật liệu khác để tăng cường độ cứng, cách điện, độ dẻo và khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, vì alumina là một chất phân cực, nó tương thích kém với các vật liệu polymer không phân cực. Do đó, việc biến tính bề mặt alumina đã trở thành một chủ đề nghiên cứu quan trọng.
Sửa đổi bề mặt Phương pháp
Biến tính bề mặt là quá trình xử lý vật lý hoặc hóa học các hạt rắn để thay đổi một cách có chủ đích các tính chất lý hóa và hình thái bề mặt của chúng theo yêu cầu ứng dụng. Hiện nay, có hai phương pháp biến tính chính thường được sử dụng: sửa đổi bề mặt hữu cơ, chủ yếu sử dụng các chất điều chỉnh hữu cơ và sửa đổi lớp phủ vô cơ, còn được gọi là sửa đổi lớp phủ bề mặt.
Sửa đổi bề mặt hữu cơ
Mục đích của việc biến tính bề mặt hữu cơ của các hạt siêu mịn là đưa vào các nhóm hữu cơ cụ thể. Các nhóm này làm cho bề mặt hạt trở nên kỵ nước. Điều này cải thiện khả năng phân tán của các hạt trong các nền hữu cơ như nhựa, cao su hoặc sơn. Nó cũng tăng cường khả năng tương thích bề mặt. Kết quả là, hiệu suất xử lý và các tính chất cơ học của vật liệu composite được cải thiện. Dựa trên cấu trúc hóa học, các chất biến tính thường được phân loại thành axit béo bậc cao hoặc muối của chúng, este axit béo bậc thấp và chất kết dính.
- Sửa đổi lớp phủ vật lý
Phương pháp này sử dụng các chất hữu cơ—chẳng hạn như polyme, nhựa, chất hoạt động bề mặt, polyme tan trong nước hoặc tan trong dầu, hoặc xà phòng axit béo—để phủ lên bề mặt hạt. Đây là một phương pháp đơn giản và được sử dụng rộng rãi để biến đổi bề mặt cơ bản. - Sửa đổi hóa học bề mặt
Trong phương pháp này, các phản ứng hóa học hoặc hấp phụ xảy ra giữa chất biến tính và bề mặt hạt. Đây hiện là kỹ thuật biến tính được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất công nghiệp. - Cải tiến ghép
Trong điều kiện hoạt hóa cụ thể, các olefin monome hoặc polyme được đưa lên bề mặt bột. Đôi khi, các olefin monome bám trên bề mặt được polyme hóa thêm để đạt được sự biến tính.
Sửa đổi lớp phủ bề mặt
Biến tính lớp phủ bề mặt là quá trình phủ đồng đều bề mặt các hạt nhôm siêu mịn bằng các hạt rắn nhỏ hơn hoặc màng rắn mỏng. Quá trình này làm thay đổi thành phần bề mặt, cấu trúc, hình thái và tính chất chức năng của các hạt ban đầu.
Tùy theo môi trường phản ứng và bản chất của lớp phủ, các phương pháp phủ bề mặt bao gồm kết tủa hóa học, phủ thủy phân, sol-gel, bay hơi dung môi, cơ hóa học và phương pháp pha khí.
Trong số này, ba phương pháp đầu tiên thuộc nhóm phản ứng dung dịch. Trong các phương pháp này, dung dịch muối hòa tan tạo thành kết tủa thông qua quá trình kết tủa hoặc thủy phân. Kết tủa thu được sau đó phủ lên bề mặt bột mục tiêu.
Bột Epic
Epic Powder chuyên về công nghệ biến tính bề mặt nano alumina, cung cấp các giải pháp thiết bị tiên tiến cho cả quy trình biến tính hữu cơ và vô cơ. Hệ thống của chúng tôi có khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác, phân tán đồng đều và vận hành liên tục, cho ra bột biến tính ổn định, chất lượng cao. Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực nghiền và biến tính siêu mịn, Epic Powder cung cấp thiết kế quy trình tùy chỉnh và dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh, giúp khách hàng đạt được độ phân tán tốt hơn, khả năng tương thích cao hơn và hiệu suất cải thiện của nano alumina trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.
