Comprendre la modification de surface de la poudre de talc
Comprendre la modification de surface de la poudre de talc
Le talc est un silicate hydraté de formule 3MgO·4SiO2·H2O. Sa forme cristalline peut être en flocons, en feuilles, en aiguilles et en blocs.
La structure du talc pur est constituée d'une couche de brucite (hydroxyde de magnésium, MgO·H2O) prise en sandwich entre deux couches de silice superposées, et les couches de talc adjacentes sont combinées par de faibles forces de van der Waals. Lorsqu’une action de cisaillement lui est appliquée, il est facile de glisser entre les couches.
Le talc est inerte vis-à-vis de la plupart des agents chimiques, ne se décompose pas au contact de l'acide, est un mauvais conducteur d'électricité, a une faible conductivité thermique et une résistance élevée aux chocs thermiques, et n'est toujours pas décomposé lorsqu'il est chauffé à une température élevée de 900 ℃. Les propriétés du talc en font une bonne charge, largement utilisée dans le domaine des plastiques et des revêtements, mais la surface hydrophile de la poudre de talc rend limitée son application dans certaines zones hydrophobes, afin d'améliorer encore ses performances et d'élargir son application, une modification de la surface doit être réalisé.
Modificateurs de surface couramment utilisés pour la poudre de talc
Afin de mieux combiner la poudre de talc avec les polymères, il existe deux principales catégories de modificateurs utilisés pour la modification :
Agents de couplage :Principalement les titanates, les aluminates, les silanes et les stéarates, les plus couramment utilisés sont les titanates, dont la structure moléculaire est R´-O-Ti- (OXRY) n, où R´O- peut agir sur la structure chimique de la surface de la charge, et R est un groupe enchevêtré à longue chaîne avec une structure grasse ou aromatique, qui peut améliorer la compatibilité entre le polymère et la charge. Y est un groupe réactif actif, qui peut être utilisé pour la réticulation ou la liaison dans des systèmes remplis de polymères. En bref, un groupe de l'agent de couplage réagit avec la surface de la poudre de talc pour se lier, et l'autre groupe participe à la réaction de polymérisation du polymère pour se lier au polymère, de sorte que l'agent de couplage agit comme un pont pour lier le deux.
Tensioactifs :principalement du dodécylbenzène sulfonate de sodium, du dodécylsulfonate de sodium, du bromure de dodécyl triméthylammonium, du chlorure de dodécyl triméthyle, de l'alcénylsulfonate de sodium, etc., ce qui améliore la compatibilité entre le polymère et la charge et l'agent de couplage est le même, mais le mécanisme de liaison avec la surface de la charge est différente de celle de l'agent de couplage. Comme nous le savons tous, la surface des particules inorganiques est chargée et, selon les propriétés chargées des particules, les propriétés chargées en surface des particules inorganiques sont également différentes selon la valeur du pH de la solution. Lorsque la valeur du pH de la solution est supérieure au point isoélectrique ZETA des particules inorganiques, la surface des particules est chargée négativement et les particules peuvent adsorber les tensioactifs cationiques. Lorsque la valeur du pH est inférieure au point isoélectrique ZETA, les tensioactifs anioniques peuvent être adsorbés. La fonction des tensioactifs à la surface des ions est assurée par l'échange d'ions, la formation de paires d'ions et la formation de liaisons hydrophobes. Cependant, l'adsorption du tensioactif sur le polymère n'est pas très bonne, généralement par adsorption du monomère puis polymérisation pour former un revêtement de microcapsules.
Méthode de modification de la surface du talc
Les méthodes de modification au pays et à l’étranger peuvent être grossièrement divisées en 6 types :
Modification du revêtement de surface :Appliquer le tensioactif sur la surface de la particule pour donner à la surface de la particule de nouvelles propriétés, une méthode plus courante aujourd'hui.
Méthode mécanochimique :Une méthode de modification qui améliore l'activité de surface des particules par broyage, friction, etc. Cette méthode consiste à rendre les particules relativement grosses plus petites par écrasement, friction et d'autres méthodes, dans ce processus, l'activité de surface des particules devient plus grande, c'est-à-dire , la capacité d'adsorption de surface est améliorée et il est facile d'adsorber d'autres substances, de sorte que le processus est simplifié, le coût est réduit et la qualité du produit est facile à contrôler. Par exemple, une partie de l'ancienne poudre de talc est améliorée par la méthode des petites particules pour améliorer son activité de surface, puis mélangée avec un matériau PP modifié à l'acrylique ou un mélange de PP et PE, le matériau de renforcement est généralement utilisé dans les pare-chocs d'automobile, les pièces de moteur, pièces de climatisation, tableaux de bord et autres accessoires industriels, dont la poudre de talc n'est généralement pas traitée en surface. En Chine, le talc d'une taille de particule de 16,5 μm est broyé dans un broyeur à agitation et recouvert d'un agent de couplage silane pour atteindre l'objectif de modification.
Modification de la couche de film externe :Méthode permettant de recouvrir uniformément la surface d'une particule d'une couche de polymère, modifiant ainsi les propriétés de surface de la particule. Pour la poudre de talc, elle peut d'abord être pulvérisée et activée, puis adsorbée par le tensioactif dans certaines conditions, puis adsorbée par le monomère par le tensioactif, et enfin polymérisée par le monomère pour obtenir un effet de revêtement de surface.
Modification active locale :Utilisation de réactions chimiques pour greffer différents groupes fonctionnels à la surface des particules afin d'atteindre l'objectif de modification de surface.
Modification de surface à haute énergie :L'utilisation de décharges à haute énergie, d'ultraviolets et de rayons plasma pour modifier la surface des particules. Cette méthode consiste à modifier la surface des particules en utilisant l'énorme énergie générée par une décharge à haute énergie, un rayon ultraviolet, un rayon plasma, etc., afin que la surface soit active. Améliorer la compatibilité des particules et des polymères.
Modification par réaction de précipitation :modification par réaction de précipitation. Cette méthode consiste à utiliser l'effet de précipitation pour recouvrir la surface des particules, de manière à obtenir l'effet de modification.
