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die nanometerdispergierbare Flüssigkeit (((

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  • April 13,2020.


die nanometerdispergierbare Flüssigkeit ((

- - fördert den Austausch der keramischen Tintenstrahltechnologie traditioneller anorganischer Pigmente


(Fortsetzung)


2.3 Design des chemischen Grenzflächenmodifikationsmittels

Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, die Oberfläche der Aufschlämmung zu verarbeiten: eine durch komplexe Wechselwirkungskräfte wie elektrostatische Abstoßung, Stereoabstoßung, Volumenausschlusskraft und andere Kräfte zur Bildung eines stabilisierten Zustands der festen oder flüssigen Oberfläche. Ihr Zweck besteht darin, zu vermeiden, dass das Pulver erneut aggregiert. Eine der einfachsten Möglichkeiten ist die pH-Einstellung, um die Oberfläche des Nanometerpulvers aufzuladen und eine elektrische Abstoßung zwischen den Pulvern zu bewirken. Aufgrund der Beschränkung auf die Endproduktanwendung und die Formel der Grenze ist Nanopulver jedoch nicht viel für diese Methode geeignet.


Die zweite übliche Methode besteht darin, den stabilen Zustand zwischen fest und fest, fest und flüssig unter Verwendung der Stereoabstoßungskraft zu bilden. Dieses Verfahren wählt am häufigsten das Polymer oder Monomer mit hohem Molekulargewicht als Dispergiermittel aus. Wenn die Partikelgröße der Aufschlämmung Mikron oder Subnanometer beträgt, ist dieses Verfahren ziemlich effektiv.


Wenn jedoch die erforderliche Teilchengröße der zu dispergierenden oder zu mahlenden Aufschlämmung weniger als 100 Nanometer beträgt, wenn das Polymer oder Monomer mit hohem Molekulargewicht immer noch als Dispergiermittel verwendet wird, wenn das Pulver eine Nanogröße aufweist, das meiste Volumen in der Aufschlämmung war von Hindernissen besetzt, die durch hochmolekulare Polymere oder Monomere gebildet wurden.


Zu diesem Zeitpunkt ist die Aufschlämmung für die folgenden Probleme anfällig:

  • der Feststoffgehalt wird drastisch reduziert, im allgemeinen unter 35 Gew .-%;
  • Wenn die Viskosität der Aufschlämmung zunimmt, wird die Bewegung der Mahlperle in der Mahlmaschine nachteilig beeinflusst, was zum Versagen der Partikelgrößenverringerung führt.
  • da Pulver leicht zu aggregieren ist, führt dies zum Versagen des Nanometer-Phänomens.

Um die obigen Probleme zu vermeiden, werden funktionelle Mittel mit niedrigerem Molekulargewicht als Oberflächenmodifizierungsmittel in dem in diesem Artikel eingeführten chemisch-mechanischen Verfahren verwendet. Nach dem Konzept der Lösungschemie lässt sich das durch die chemische Bindung mit geringem Molekulargewicht gebildete funktionelle Mittel leichter mit der Oberfläche des Nanopulvers verbinden (wie im Beispiel in Abbildung gezeigt) 7 unten) ist das ausgewählte Grenzflächenmodifizierungsmittel die funktionelle Gruppe von organischen Säuren mit niedrigem Molekulargewicht.

Abbildung 7 Prinzipien und Beispiele für die Auswahl von Schnittstellenmodifikationsmitteln


Im Prinzip weist das ausgewählte Grenzflächenmodifizierungsmittel die folgenden zwei funktionellen Gruppen auf: Eine ist so ausgelegt, dass sie sich mit der Oberfläche des Nanopulvers verbindet, so dass die Oberfläche des Nanopulvers eine stabile Phase erzeugt, um die erneute Aggregation des Pulvers zu vermeiden ;; Das Design einer anderen funktionellen Gruppe basiert auf der Grenzfläche (Matrix), an der das Nanopulver gemessen und in Zukunft hinzugefügt wird, um das Auftreten von Inkompatibilitäten zu vermeiden.


Da das in diesem Grenzflächenmodifizierungsprozess verwendete Werkzeug eine nassdispergierende Nanometer-Schleifausrüstung ist, sollte das ausgewählte Grenzflächenmodifizierungsmittel mit dem verwendeten Lösungsmittel kompatibel sein. Obwohl das Molekulargewicht des ausgewählten Grenzflächenmodifizierungsmittels sehr klein ist, kann es dennoch 2-5 nm dicke Filme auf der Oberfläche der Nanopartikel erzeugen, was ausreicht, um eine Stereobarriere zu erzeugen und die Stabilität der Nanopartikel zu unterstützen.


Es wird angenommen, dass das Schnittstellenmodifikationsmittel, das gemäß den obigen Prinzipien angepasst wurde, die folgenden Anforderungen erfüllen kann

  • Der Feststoffgehalt kann stark auf über 35 bis 45% erhöht werden
  • Die Teilchengröße kann auf die Primärteilchengröße des Pulvers reduziert werden (z. B. etwa 10 nm).
  • Die Viskosität der Aufschlämmung steigt unter dem Einfluss der Verkleinerung der Partikelgröße nicht schnell an
  • Das Pulver erzeugt nicht leicht das Phänomen der Reaggregation


2.4 Anwendungsbeispiele

Wie in 8 gezeigt, Nanometer Zirkonoxidpulver, Primärteilchengröße ist weniger als 10 nm, das linke ist das Nanozirkonoxid, das vor der Modifikation aufgrund des aggregierten Phänomens des Pulvers noch nicht angewendet werden kann die Bearbeitung des hinteren Segments. Das rechte ist das Pulver, das durch chemisch-mechanische Modifikation modifiziert wurde. 90% der Pulverteilchen haben weniger als 30 nm. Das modifizierte Nano-Zirkonoxid-Pulver kann leicht zu einigen Beschichtungen gegeben werden, um die Oberflächenhärte und -brechung zu erhöhen.


ich. Zirkonoxid (zro2) unter einem Elektronenmikroskop, wie links vor der Modifikation gezeigt

ii. Zirkonoxid (zro2) unter dem Elektronenmikroskop, Foto rechts nach Modifikation

iii. Die folgenden Proben bestehen aus 40% Zirkonoxid. Proben nach 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 Mal Mahlen und Dispergieren.

Abbildung 8 zro2 unter Elektronenmikroskopie (tem) ist das linke vor der Modifikation und das rechte nach der Modifikation.


Ein weiteres Beispiel ist die Anwendung von Siliziumdioxid in Nanogröße, das herkömmlichen Beschichtungen ausgiebig zugesetzt wurde, um die Festigkeit der Filmoberfläche zu erhöhen, ohne die ursprüngliche Lichtdurchlässigkeit zu beeinträchtigen.


Zusätzlich zu dem niedrigen Preis ist Siliziumdioxid mit den meisten organischen Polymeren leicht kompatibel. Wie aus der folgenden 9 ersichtlich ist, beträgt die Teilchengrößenverteilung von kolloidalem Siliciumdioxid d90 & lt; 12 nm. Vor dem Hinzufügen zur Beschichtung sollte jedoch eine geeignete Modifikation der Grenzfläche vorgenommen werden, um die Reaggregation nach dem Hinzufügen zu vermeiden und somit die Penetrationsrate zu beeinflussen.

9: Partikelgrößenverteilung von kolloidalem Siliciumdioxid d90 & lt; 12 nm


Aus der folgenden Abbildung 10 können wir die Beziehung zwischen der Penetrationsrate und der Verwendung verschiedener Grenzflächenmodifikationsmittel und Siliciumdioxidkolloide mit unterschiedlichen Partikelgrößen verstehen. Im Prinzip ist die Penetrationsrate umso größer, je kleiner der Transmissionskoeffizient ist. wenn der Transmissionskoeffizient & gt; 100 ist es völlig undurchsichtig.


Aus der Figur ist ersichtlich, dass die Härte der Beschichtung verbessert werden kann, ohne ihre Penetrationsrate zu beeinflussen, solange das geeignete Grenzflächenmodifizierungsmittel ausgewählt und Siliziumdioxid modifiziert und der Beschichtung zugesetzt wird. Wenn jedoch der Beschichtung für das gleiche Grenzflächenmodifizierungsmittel inkompatible Lösungsmittel zugesetzt werden, kann sich der Effekt umkehren. Beispielsweise zeigt die Theorie von 10, dass die Penetrationsrate der Beschichtung abnimmt, wenn der Beschichtung mit Butylacetat als Lösungsmittel kolloidales Silicium von 100 nm zugesetzt wird.


Abbildung 10: Die Beziehung zwischen der Penetrationsrate und dem Zusatz von Nano-Sillica in Beschichtungen.

im Prinzip ist die Lichtdurchdringungsrate umso niedriger, je höher der Wert von γ ist



3 - Fazit


Da die Regierung die Technologie und Anwendung der Nanotechnologie energisch befürwortet und fördert, wird die Erfüllung der Anforderungen an nanoskalige Materialien einer der wichtigen Faktoren sein, die die Reife und das Wachstum der Nanotechnologie beeinflussen.


Ein wichtiges Thema wird sein, wie man eine gute Dispergier- und Nanomahlanlage findet, um den potenziellen technischen Engpass bei der Entwicklung traditioneller Schleifmaschinen zur Massenproduktion von Nanomaterialien zu überwinden.


Der Autor hat einen Artikel veröffentlicht, in dem die neue Generation der Nanometer-Schleifmaschine vorgestellt wird Der Supermaxflow & reg; + h hat ein Erfindungspatent vom chinesischen Patentamt erhalten. Die Nanometer-Mahlperlenmühle kann nicht nur die herkömmliche Mahlmaschine lösen, um die Probleme zu vergrößern, sondern auch die Mahlleistung in der Produktion stärker steigern, unter Qualitätsaspekten gleichzeitig auch die Anforderungen der Nanomaterialien erfüllen. Das Modell wurde in China und anderen Ländern der Welt im Bereich der wichtigsten neuen Materialien weit verbreitet eingesetzt.


(Fortsetzung folgt)

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