La alumina nano es un nuevo tipo de material inorgánico de alto rendimiento y finura. Desde que Gleiter y otros prepararon por primera vez polvo de alumina a escala nanométrica a mediados de los años 1980, la comprensión de este material avanzado ha profundizado. Se ha descubierto que exhibe muchas propiedades excelentes, como alta dureza, alta resistencia, resistencia al calor y resistencia a la corrosión. Como resultado, se ha aplicado ampliamente en los campos aeroespacial, de defensa, químico y de microelectrónica. En las aplicaciones prácticas de alumina nano, la necesidad de modificar la alumina nano ha sido siempre una tarea muy valorada, ya que la modificación juega un papel clave en la mejora de su dispersión, compatibilidad y rendimiento general.
¿Por qué modificar la alumina nano?
Primero, como nanomaterial con muchas propiedades únicas, la alumina nano tiene un tamaño de partícula muy pequeño y una alta energía superficial, lo que la hace propensa a la aglomeración. La aglomeración severa reduce significativamente el rendimiento funcional de la alumina nano.
Además, la alumina nano puede ser utilizada como material de biopelícula en investigaciones médicas sobre biofarmacéuticos. Sin embargo, debido a defectos en la red, la distribución de carga superficial del cristal es desigual. Los defectos en la carga superficial y la acumulación de regiones de carga espacial a escala micrométrica conducen a momentos dipolares en forma de cuadrícula. Cuando los biomateriales entran en contacto con dichas superficies de polvo, ocurre una concentración, lo que resulta en bloqueo de poros y ensuciamiento de membranas.
Además, propiedades de la alumina como aislamiento y alta resistencia la hacen adecuada como relleno en recubrimientos, caucho y otros materiales para mejorar la dureza, aislamiento, ductilidad y resistencia al desgaste. Sin embargo, la alumina es una sustancia polar y muestra poca compatibilidad con materiales poliméricos no polares.
Por lo tanto, la modificación superficial de la alumina se ha convertido en un tema de atención.
Modificación superficial Métodos
La modificación superficial se refiere a tratamientos físicos o químicos aplicados a partículas sólidas para alterar deliberadamente sus propiedades fisicoquímicas superficiales y estructuras morfológicas para satisfacer las necesidades de aplicación. Actualmente, se practican ampliamente dos enfoques principales de modificación: modificación orgánica superficial y recubrimiento inorgánico (o modificación de recubrimiento superficial).
Modificación orgánica superficial
El objetivo de la modificación orgánica superficial es introducir grupos orgánicos en la superficie de partículas ultrafinas para conferirles hidrofobicidad, mejorando así su dispersabilidad en resinas, caucho, pinturas y otras matrices orgánicas, así como potenciar la compatibilidad interfacial. Esto mejora las propiedades de procesamiento y mecánicas de los composites. Dependiendo de su estructura química, los modificadores incluyen ácidos grasos superiores y sus sales, ésteres inferiores de ácidos grasos y agentes acoplantes.
(1) Modificación por recubrimiento físico
Esto implica el uso de sustancias orgánicas (como polímeros, resinas, surfactantes, macromoléculas solubles en agua o aceite, o jabones de ácidos grasos) para recubrir la superficie de la partícula. Es un método relativamente sencillo para lograr la modificación superficial.
(2) Modificación química superficial
Este método implica reacciones químicas o adsorción entre el modificador y la superficie de la partícula. Actualmente, es el método más utilizado en la producción industrial.
(3) Modificación por injerto
Bajo ciertas condiciones externas de activación, se introducen monómeros de olefina o poliolefinas en la superficie del polvo. En algunos casos, la polimerización de los monómeros introducidos se activa aún más, lo que resulta en cadenas de polímero graftadas en la superficie de la partícula.
Modificación de recubrimiento superficial
La modificación de recubrimiento superficial se refiere a recubrir de manera uniforme partículas ultrafinas de alúmina con partículas sólidas más pequeñas o películas sólidas. Esto altera la composición superficial, estructura, morfología y propiedades originales de las partículas.
Según el entorno y la forma de la reacción de recubrimiento, los métodos de modificación de recubrimiento superficial incluyen precipitación química, recubrimiento por hidrólisis, sol-gel, evaporación de solvente, métodos mecanofísicos y métodos en fase vapor. Los tres primeros pertenecen a métodos de reacción en solución, donde los agentes precipitantes o procesos de hidrólisis generan sales insolubles que se depositan en la superficie de la partícula para lograr el recubrimiento.
Polvo Épico
La modificación superficial es clave para desbloquear todo el potencial de la nanoalúmina en aplicaciones de alto rendimiento. Ya sea para mejorar la dispersión en polímeros, mejorar la compatibilidad interfacial o lograr recubrimientos funcionales, la tecnología adecuada para modificar la nanoalúmina es esencial.
Polvo Épico ofrece equipos avanzados de modificación y soluciones de proceso integradas adaptadas a polvos ultrafinos como la nanoalúmina. Nuestros sistemas permiten un tratamiento superficial preciso, ya sea mediante modificación orgánica o recubrimiento inorgánico, asegurando una dispersión estable, mejor compatibilidad y un rendimiento mejorado en el uso final. Con más de 20 años de experiencia en tecnologías de molienda, clasificación y modificación de polvos, Epic Powder es su socio confiable para lograr materiales superiores para aeroespacial, electrónica, farmacéutica y compuestos avanzados.
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