Comment modifier la surface du nano-oxyde de zinc ?
L’oxyde de nano-zinc est un nouveau type de matériau chimique inorganique fin fonctionnel. En raison de sa petite taille de particules et de sa grande surface spécifique, il possède des propriétés physiques et chimiques uniques dans les aspects chimiques, optiques, biologiques et électriques. Il est largement utilisé dans les additifs antibactériens, les catalyseurs, le caoutchouc, les colorants, les encres, les revêtements, le verre, la céramique piézoélectrique, l’optoélectronique et les produits chimiques quotidiens, etc., le développement et l’utilisation de larges perspectives.
Cependant, en raison de la grande surface spécifique et de l’énergie de surface spécifique du nano-oxyde de zinc, la polarité de surface est forte et il est facile de s’agglomérer. il n’est pas facile à disperser uniformément dans les milieux organiques, ce qui limite fortement son nano-effet. Par conséquent, la dispersion et la modification de surface de la poudre d’oxyde de nano-zinc sont devenues une méthode de traitement nécessaire avant que les nano-matériaux ne soient appliqués dans la matrice.
1. Modification du revêtement de surface de l’oxyde de nano-zinc
C’est la principale méthode de modification de surface des charges ou pigments inorganiques à l’heure actuelle. Le surfactant est utilisé pour recouvrir la surface des particules afin de donner de nouvelles propriétés à la surface des particules. Les modificateurs de surface couramment utilisés comprennent l’agent de couplage au silane, l’agent de couplage au titanate, l’acide stéarique, le silicone, etc.
Wang Guohong et al. utilisé du laurate de sodium pour modifier la surface du nano-oxyde de zinc. Dans les conditions où la quantité de citrate de sodium était de 15 %, la valeur du pH était de 6 et le temps de modification était de 1,5 h, la lipophilicité du nano-oxyde de zinc modifié était améliorée. Le degré chimique atteint 79,2% et il peut être bien dispersé dans le méthanol et le xylène. Zhuang Tao et al. utilisé un agent de couplage titanate pour modifier la surface de l’oxyde de nano-zinc. Lorsque la quantité de titanate était de 3 %, la température était de 30 °C et le temps d’agitation était de 90 min, l’indice d’activation du nano-oxyde de zinc pouvait atteindre 99,83 %. Lorsque le nano-oxyde de zinc modifié est appliqué sur du caoutchouc naturel, ses tst et t90 sont tous deux allongés, et la résistance à la traction, l’allongement à la rupture et la flexibilité en flexion sont tous améliorés.
2. Modification mécanochimique du nano-oxyde de zinc
Il s’agit d’une méthode utilisant la pulvérisation, la friction et d’autres méthodes pour activer la surface des particules avec une contrainte mécanique afin de modifier sa structure cristalline de surface et sa structure physicochimique. Dans cette méthode, le réseau moléculaire est déplacé, l’énergie interne est augmentée et la surface de la poudre active réagit et se fixe à d’autres substances sous l’action d’une force externe, de manière à atteindre l’objectif de modification de surface.
La molécule d’acide stéarique est chimiquement liée à la surface de l’oxyde de zinc, la structure cristalline de l’oxyde de zinc avant et après modification est la même, l’agglomération de ses particules est réduite et la taille des particules secondaires est considérablement réduite. En mesurant l’indice d’activation et la lipophilie des échantillons modifiés, la quantité optimale de modificateur est de 10 % de la masse d’oxyde de zinc. La surface de l’oxyde de zinc est lipophile et hydrophobe et présente de bonnes performances de dispersion dans les solvants organiques.
3. Modification de la réaction de précipitation d’oxyde de nano-zinc
Le procédé utilise des substances organiques ou inorganiques pour déposer une couche de revêtement sur la surface des particules afin de modifier leurs propriétés de surface.
À l’heure actuelle, certaines percées ont été réalisées dans la technologie de préparation du nano-oxyde de zinc et plusieurs fabricants industrialisés ont été formés en Chine. Cependant, la technologie de modification de surface et la technologie d’application de l’oxyde de nano-zinc n’ont pas fait l’objet de beaucoup d’attention, et le développement de son domaine d’application a été considérablement restreint. Par conséquent, il est nécessaire de renforcer la recherche sur la modification de surface et l’application de produits à base de nano-oxyde de zinc, de développer des produits à haute performance et d’élargir les domaines d’application des produits pour répondre à la demande de produits à base de nano-oxyde de zinc dans différents domaines.