Modification – rendre la nano-alumine plus parfaite
La nano-alumine est un nouveau type de matériau inorganique fin hautement fonctionnel. Depuis la production de la poudre de nano-alumine au milieu des années 1980, les connaissances sur ce matériau de haute technologie se sont approfondies et de nombreuses de ses caractéristiques exceptionnelles ont été découvertes, telles qu’une dureté élevée, une résistance mécanique élevée, une résistance à la chaleur et à la corrosion. De ce fait, elle est largement utilisée dans l’aérospatiale, la défense nationale, l’industrie chimique, la microélectronique et d’autres domaines.
Dans l’application pratique de la nano-alumine, la modification de la poudre a toujours été un travail très important.
Pourquoi est-elle modifiée ?
Tout d’abord, en tant que nanomatériau aux multiples caractéristiques, la nano-alumine est très facile à agglomérer grâce à sa très petite taille de particules et à sa grande énergie de surface. Si le phénomène d’agglomération est particulièrement important, il aura un impact important sur les caractéristiques de l’alumine.
De plus, la nano-alumine peut être utilisée comme biofilm pour la recherche médicale sur les médicaments biologiques. Cependant, la charge de surface du cristal, dont la charge de surface est équilibrée, est inégalement répartie en raison de la présence de défauts de réseau. L’accumulation de ces défauts et de ces zones de charge d’espace à l’échelle du micron crée un moment dipolaire en forme de grille. Lorsque des matériaux biologiques entrent en contact avec la surface de ces poudres, un enrichissement se produit, entraînant l’obstruction des pores et la pollution des membranes.
De plus, l’alumine, grâce à ses propriétés isolantes et sa grande résistance, est utilisée comme charge dans des matériaux tels que les revêtements et le caoutchouc afin d’améliorer la dureté, l’isolation, la ductilité et la résistance à l’usure. Cependant, l’alumine est une substance polaire et présente une faible compatibilité avec les matériaux polymères non polaires.
C’est pourquoi la modification de surface de l’alumine a suscité un vif intérêt.
La modification de surface désigne le traitement de surface de particules solides par des méthodes physiques ou chimiques, c’est-à-dire le processus de modification ciblée des propriétés physiques et chimiques et de la morphologie de la surface des particules en fonction des besoins de l’application. Actuellement, il existe deux méthodes de modification les plus pratiques. La première méthode est appelée modification organique de surface, car elle utilise principalement des modificateurs organiques. La seconde méthode est la modification de revêtement inorganique, ou modification de revêtement de surface.
Modification organique de surface
La modification organique de surface des particules de poudre ultrafine vise à rendre leur surface hydrophobe en liant les groupes organiques correspondants. Elle améliore ainsi leurs performances de dispersion et leur compatibilité interfaciale dans les matrices organiques telles que les résines, les caoutchoucs et les peintures, et ainsi le processus de fabrication du produit et les propriétés mécaniques globales des matériaux composites. Selon leur structure chimique, les modificateurs sont classés en acides gras supérieurs ou leurs sels, acides gras inférieurs et agents de couplage.
(1) Modification physique du revêtement
La modification physique du revêtement, ou modification du traitement de revêtement, est une méthode utilisant de la matière organique (polymère, résine, tensioactif, composé polymère hydrosoluble ou liposoluble, savon d’acide gras, etc.) pour revêtir la surface des particules afin d’obtenir la modification. Il s’agit d’un procédé permettant de modifier simplement la surface des particules.
(2) Modification chimique de surface
La modification chimique de surface est obtenue par réaction chimique ou adsorption chimique entre le modificateur de surface et la surface des particules. Il s’agit de la méthode de modification la plus utilisée en production.
(3) Modification par greffage
La modification par greffage est un procédé de modification qui consiste à introduire des oléfines ou des polyoléfines monomères à la surface d’une poudre sous certaines conditions d’excitation externe. Il est parfois nécessaire d’exciter l’oléfine monomère après son introduction pour polymériser celle fixée à la surface.
Modification du revêtement de surface
La modification du revêtement de surface désigne la technologie de modification consistant à revêtir uniformément la surface de particules de poudre d’alumine ultrafines avec des particules solides plus petites ou des films solides, modifiant ainsi la composition, la structure, l’aspect et la fonction initiale des particules.
Selon l’environnement et le type de réaction de revêtement, la nature et la méthode de revêtement modifié entre les particules, les méthodes de modification du revêtement de surface peuvent être classées en : précipitation chimique, revêtement par hydrolyse, sol-gel, évaporation par solvant, mécanochimique et en phase gazeuse. Parmi elles, les trois premières méthodes sont toutes des méthodes de réaction en solution, c’est-à-dire que la solution de sel soluble est précipitée par des agents précipitants et une hydrolyse, puis appliquée sur la surface de la poudre de particules à modifier.