¿Cómo modificar la superficie del nano-óxido de zinc?
El óxido de nanozinc es un nuevo tipo de material químico inorgánico fino funcional. Debido a su pequeño tamaño de partícula y gran área de superficie específica, tiene propiedades físicas y químicas únicas en aspectos químicos, ópticos, biológicos y eléctricos. Es ampliamente utilizado en aditivos antibacterianos, catalizadores, caucho, tintes, tintas, recubrimientos, vidrio, cerámica piezoeléctrica, optoelectrónica y productos químicos diarios, etc., el desarrollo y la utilización de amplias perspectivas.
Sin embargo, debido a la gran área de superficie específica y la energía de superficie específica del óxido de nanozinc, la polaridad de la superficie es fuerte y es fácil de aglomerar; no es fácil de dispersar uniformemente en medios orgánicos, lo que limita en gran medida su nano-efecto. Por lo tanto, la dispersión y la modificación de la superficie del polvo de nanoóxido de zinc se ha convertido en un método de tratamiento necesario antes de aplicar los nanomateriales en la matriz.
1. Modificación del recubrimiento superficial de nano-óxido de zinc
Este es el principal método de modificación de la superficie de los rellenos o pigmentos inorgánicos en la actualidad. El surfactante se usa para cubrir la superficie de las partículas para dar nuevas propiedades a la superficie de las partículas. Los modificadores de superficie de uso común incluyen agente de acoplamiento de silano, agente de acoplamiento de titanato, ácido esteárico, silicona, etc.
Wang Guohong et al. utilizó laurato de sodio para modificar la superficie del nanoóxido de zinc. En las condiciones en que la cantidad de citrato de sodio era del 15 %, el valor del pH era de 6 y el tiempo de modificación era de 1,5 h, se mejoró la lipofilicidad del nanoóxido de zinc modificado. El grado químico alcanza el 79,2% y se puede dispersar bien en metanol y xileno. Zhuang Tao et al. utilizó un agente de acoplamiento de titanato para modificar la superficie del óxido de nanozinc. Cuando la cantidad de titanato era del 3 %, la temperatura era de 30 °C y el tiempo de agitación era de 90 min, el índice de activación del nanoóxido de zinc podía alcanzar el 99,83 %. Cuando el óxido de nano-zinc modificado se aplica al caucho natural, su tst y t90 se extienden, y se mejoran la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y la flexibilidad a la flexión.
2. Modificación mecanoquímica del óxido de nanozinc
Este es un método de uso de pulverización, fricción y otros métodos para activar la superficie de la partícula con estrés mecánico para cambiar su estructura cristalina superficial y su estructura fisicoquímica. En este método, la red molecular se desplaza, la energía interna aumenta y la superficie del polvo activo reacciona y se adhiere a otras sustancias bajo la acción de una fuerza externa, para lograr el propósito de modificar la superficie.
La molécula de ácido esteárico se une químicamente a la superficie del óxido de zinc, la estructura cristalina del óxido de zinc antes y después de la modificación es la misma, la aglomeración de sus partículas se reduce y el tamaño de las partículas secundarias se reduce significativamente. Al medir el índice de activación y la lipofilia de las muestras modificadas, la cantidad óptima de modificador es el 10 % de la masa de óxido de zinc. La superficie del óxido de zinc es lipofílica e hidrofóbica y tiene un buen rendimiento de dispersión en solventes orgánicos.
3. Modificación de la reacción de precipitación con óxido de nanozinc
El método utiliza sustancias orgánicas o inorgánicas para depositar una capa de recubrimiento sobre la superficie de las partículas para cambiar sus propiedades superficiales.
En la actualidad, se han logrado algunos avances en la tecnología de preparación de óxido de nanozinc y se han formado varios fabricantes industrializados en China. Sin embargo, no se ha prestado mucha atención a la tecnología de modificación de superficies y la tecnología de aplicación del óxido de nanozinc, y el desarrollo de su campo de aplicación se ha visto muy restringido. Por lo tanto, es necesario fortalecer la investigación sobre la modificación de la superficie y la aplicación de productos de nanoóxido de zinc, desarrollar productos de alto rendimiento y ampliar los campos de aplicación de los productos para satisfacer la demanda de productos de nanoóxido de zinc en diferentes campos.