اصلاح – کامل‌تر کردن نانوآلومینا
نانوآلومینا نوع جدیدی از مواد معدنی ریز با عملکرد بالا است. از زمان تولید پودر نانوآلومینا در اواسط دهه 1980، مردم درک خود را از این ماده پیشرفته عمیق‌تر کرده‌اند و بسیاری از ویژگی‌های آن، مانند سختی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر خوردگی و سایر ویژگی‌های عالی را کشف کرده‌اند. بنابراین، به طور گسترده در هوافضا، دفاع ملی، صنایع شیمیایی، میکروالکترونیک و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در کاربرد عملی نانوآلومینا، اصلاح پودر همیشه یک کار بسیار مهم بوده است.
چرا اصلاح می‌شود؟
اول از همه، نانوآلومینا به عنوان یک نانوماده با ویژگی‌های بسیار زیاد، به دلیل اندازه ذرات بسیار کوچک و انرژی سطحی بالا، به راحتی تجمع می‌یابد. اگر پدیده تجمع به طور خاص جدی باشد، تأثیر زیادی بر ویژگی‌های نانوماده آلومینا خواهد داشت.
علاوه بر این، نانوآلومینا می‌تواند به عنوان یک بیوفیلم برای تحقیقات پزشکی روی داروهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد، اما بار سطحی کریستال با بار سطحی متعادل به دلیل وجود نقص‌های شبکه‌ای به طور ناهموار توزیع می‌شود. تجمع نقص‌های بار سطحی و نواحی بار فضایی در سطح میکرون منجر به یک گشتاور دوقطبی شبکه‌ای می‌شود. هنگامی که مواد بیولوژیکی با سطح چنین پودرهایی تماس پیدا می‌کنند، غنی‌سازی رخ می‌دهد و در نتیجه انسداد منافذ و آلودگی غشاء ایجاد می‌شود.
علاوه بر این، عایق بودن و استحکام بالای آلومینا به عنوان پرکننده در موادی مانند پوشش‌ها و لاستیک برای بهبود سختی، عایق‌بندی، شکل‌پذیری و مقاومت در برابر سایش مواد استفاده می‌شود. با این حال، آلومینا یک ماده قطبی است و سازگاری ضعیفی با مواد پلیمری غیرقطبی دارد.
بنابراین، اصلاح سطح آلومینا توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
اصلاح سطح به عملیات سطحی ذرات جامد با روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اشاره دارد، یعنی فرآیند تغییر هدفمند خواص فیزیکی و شیمیایی و مورفولوژی سطح ذرات با توجه به نیازهای کاربردی. در حال حاضر، دو روش اصلاح کاربردی وجود دارد. روش اول اصلاح آلی سطح نامیده می‌شود زیرا عمدتاً از اصلاح‌کننده‌های آلی استفاده می‌کند و روش دوم اصلاح پوشش معدنی یا اصلاح پوشش سطح است.
اصلاح آلی سطح
هدف از اصلاح آلی سطح ذرات پودر فوق ریز، آبگریز کردن سطح ذرات با پیوند دادن گروه‌های آلی مربوطه و در نتیجه بهبود عملکرد پراکندگی و سازگاری بین سطحی آن در ماتریس‌های آلی مانند رزین‌ها، لاستیک‌ها و رنگ‌ها و در نتیجه بهبود فرآیند پردازش محصول و خواص جامع مکانیک مواد کامپوزیت است. بر اساس نوع ساختار شیمیایی، اصلاح‌کننده‌ها به اسیدهای چرب بالاتر یا نمک‌های آنها، اسیدهای چرب پایین‌تر و عوامل اتصال تقسیم می‌شوند.
(1) اصلاح پوشش فیزیکی
اصلاح پوشش فیزیکی یا اصلاح عملیات پوشش روشی است که در آن از ماده آلی (تا زمانی که یک پلیمر، رزین، سورفکتانت، ترکیب پلیمری محلول در آب یا محلول در روغن و صابون اسید چرب و غیره باشد) برای پوشاندن سطح ذرات برای دستیابی به هدف اصلاح استفاده می‌شود. این فرآیندی است که به سادگی سطح ذرات را اصلاح می‌کند.
(2) اصلاح شیمیایی سطح
اصلاح شیمیایی سطح با واکنش شیمیایی یا جذب شیمیایی بین اصلاح‌کننده سطح و سطح ذرات حاصل می‌شود. این پرکاربردترین روش اصلاح در تولید است.
(3) اصلاح پیوندی
اصلاح پیوندی یک فرآیند اصلاح است که در آن اولفین‌های مونومر یا پلی‌اولفین‌ها تحت شرایط تحریک خارجی خاصی به سطح پودر وارد می‌شوند. گاهی اوقات، لازم است اولفین مونومر پس از ورود، تحریک شود تا اولفین مونومر متصل به سطح پلیمریزه شود.
اصلاح پوشش سطحی
اصلاح پوشش سطحی به فناوری اصلاح پوشش یکنواخت سطح ذرات پودر آلومینای فوق ریز با ذرات جامد کوچکتر یا لایه‌های جامد اشاره دارد و در نتیجه ترکیب سطح، ساختار، ظاهر و عملکرد اصلی ذرات را تغییر می‌دهد.
با توجه به محیط و شکل واکنش پوشش، ماهیت و روش پوشش اصلاح شده بین ذرات، روش‌های اصلاح پوشش سطحی را می‌توان به روش رسوب شیمیایی، روش پوشش هیدرولیز، روش سل-ژل، روش تبخیر حلال، روش مکانوشیمیایی و روش فاز گازی تقسیم کرد. در میان آنها، سه روش اول، همگی روش‌های واکنش محلولی هستند، یعنی محلول نمک محلول توسط عوامل رسوب‌دهنده و هیدرولیز رسوب داده می‌شود و سپس روی سطح پودر ذرات اصلاح‌شده پوشش داده می‌شود.