bột SiClà vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau như thiết bị điện tử, chất phủ và vật liệu tổng hợp. Tuy nhiên, sự kết tụ và phân tán không đầy đủ trong môi trường nước đã hạn chế hiệu quả của nó. Vì vậy, các kỹ thuật biến đổi bề mặt là rất cần thiết để nâng cao tính chất của bột SiC. Bài viết này thảo luận về hai phương pháp biến đổi bề mặt của bột SiC siêu mịn: biến đổi PDADMAC và PSS và biến đổi chất hoạt động bề mặt AC1830.
Phương pháp sửa đổi PDADMAC và PSS
Phương pháp biến đổi PDADMAC và PSS liên quan đến việc sử dụng các chất điện phân cation và anion để biến đổi bề mặt của bột SiC. Quá trình này bao gồm việc khuấy bột SiC trong nước khử ion bằng PDADMAC hoặc PSS trong 6 giờ, sau đó ly tâm ở tốc độ 3500 vòng/phút trong 10 phút. Bột SiC biến tính thu được được sấy khô ở 90oC trong 12 giờ để thu được bột SiC biến tính polyelectrolyte.
Phương pháp biến đổi chất hoạt động bề mặt AC1830
Phương pháp biến đổi chất hoạt động bề mặt AC1830 liên quan đến việc sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion, AC1830, kết hợp với PSS để biến đổi bề mặt của bột SiC. Quá trình này bao gồm việc khuấy bột SiC trong nước khử ion trong 0-6 giờ với AC1830 và PSS ở nồng độ 0,1-1,5% trọng lượng (dựa trên khối lượng bột SiC). Bùn thu được được ly tâm ở tốc độ 3500 vòng/phút trong 5 phút để loại bỏ chất hoạt động bề mặt dư thừa. Kết tủa được phân tán lại trong nước khử ion và được ly tâm lại. Bột SiC biến tính được sấy khô ở 90oC trong 12 giờ và sau đó được nghiền để thu được bột SiC biến tính AC1830- và PSS.
Kiểm tra và đặc tính
Bột SiC biến tính được đặc trưng bằng nhiều kỹ thuật khác nhau như kính hiển vi điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X (XRD), phân bố kích thước hạt, độ nhớt của bùn, hàm lượng chất rắn và thế năng Zeta. Ảnh SEM chỉ ra rằng bột SiC biến tính có sự phân bố kích thước hạt đồng đều hơn so với bột SiC không biến tính. Phân tích XRD cho thấy không có sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc tinh thể của bột SiC biến tính, cho thấy quá trình biến tính không ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của bột SiC. Độ nhớt của bùn tăng lên khi tăng hàm lượng chất rắn và nồng độ chất hoạt động bề mặt. Điện thế Zeta âm đối với cả bột SiC biến tính PDADMAC/PSS- và AC1830, cho thấy sự hiện diện của điện tích âm trên bề mặt của bột SiC biến tính.
Tác dụng biến tính: (1) PDADMAC được hấp phụ lên bề mặt hạt SiC thông qua tương tác hút tĩnh điện. Do sự hấp phụ có ái lực cao giữa hai loại, cấu hình hấp phụ của PDADMAC trên bề mặt SiC phẳng và lượng hấp phụ, cấu hình hấp phụ và hiệu ứng biến đổi không thay đổi khi thay đổi trọng lượng phân tử. Giá trị pH được sửa đổi là 11, lượng bổ sung là 0,24% trọng lượng, nhiệt độ là 90oC và thời gian sửa đổi là 6 giờ. Do sự hấp phụ của PDADMAC làm cho điện tích trên bề mặt SiC bị đảo ngược, nên bột SiC biến tính được hòa tan trong môi trường nước để điều chỉnh giá trị pH thành 3 và bột SiC biến tính được phân tán đồng đều trong môi trường nước thông qua cơ chế ổn định tĩnh điện, và 50% thể tích được chuẩn bị là bùn SiC có độ nhớt 0,138Pa. s dưới hàm lượng pha rắn. (2) Natri polystyrene sulfonate (PSS) được hấp phụ trên bề mặt hạt SiC thông qua liên kết hydro và lực van der Waals. Do tương tác lực đẩy tĩnh điện giữa hai chất, cấu hình hấp phụ của PSS trên bề mặt SiC có dạng hình tròn và đuôi, khi trọng lượng phân tử của PSS tăng lên, cấu hình vòng tròn của nó trên bề mặt hạt SiC mở rộng, khả năng hấp phụ tăng lên. và hiệu ứng sửa đổi được cải thiện. Sử dụng PSS có trọng lượng phân tử Mw=1000000, giá trị pH không được điều chỉnh trong quá trình biến tính. Lượng bổ sung là 0,3wt%, nhiệt độ là 90oC và thời gian sửa đổi là 6 giờ. Bột SiC biến tính được hòa tan trong môi trường nước và giá trị pH được điều chỉnh thành 11. Bột SiC biến tính được phân tán đồng đều trong môi trường nước thông qua cơ chế ổn định tĩnh điện. Thu được hỗn hợp bùn SiC có hàm lượng chất rắn cao (45vol.%) tương ứng với độ nhớt của bùn là 0,098Pa. S. (3) Chất hoạt động bề mặt không ion octadecylamine polyoxyethylene ether (AC1830) và polyelectrolyte natri polystyrene sulfonate (PSS) được sử dụng làm chất biến tính để biến tính bột cacbua silic. Sự hấp phụ của AC1830 không bị ảnh hưởng bởi điện tích bề mặt, có thể che chắn một số điện tích và có thể đóng vai trò là nơi hấp phụ cho PSS, thúc đẩy sự hấp phụ của PSS trên bề mặt SiC. Đã chuẩn bị độ nhớt 0,039Pa. s và hàm lượng bùn SiC 50vol.% thích hợp cho ép phun. Phương pháp điện thế Zeta chỉ ra rằng điểm đẳng điện (IEP) của bột SiC được sửa đổi bằng phương pháp này bị dịch chuyển đáng kể sang trái. Thí nghiệm độ lún cho thấy độ ổn định phân tán được cải thiện đáng kể. Phép đo góc tiếp xúc cho thấy chất biến tính hấp phụ thành công trên bề mặt bột và cung cấp các nhóm ưa nước, từ đó cải thiện khả năng thấm ướt của bột. Kết quả thử nghiệm hấp phụ chỉ ra rằng mô hình hấp phụ đẳng nhiệt và động học của PSS trên bột SiC và bột SiC biến tính AC1830 phù hợp với mô hình Langmuir và mô hình giả bậc hai (PSO). Sự hấp phụ AC1830 trên bề mặt SiC đã cải thiện khả năng hấp phụ của PSS.
SAT NANO là một trong những nhà cung cấp tốt nhất vềbột cacbua silicở Trung Quốc, chúng tôi có thể cung cấp kích thước hạt 50nm, 100nm, 1-3um, nếu bạn có bất kỳ yêu cầu nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ sales03@satnano.com
