Свойства стекловолокнистого композитного материала
Стекловолокно — это материал, состоящий из множества чрезвычайно тонких стеклянных волокон. Его изготавливают путем продавливания расплавленного стекла через сито, которое скручивает его в нити, а затем объединяет в стекловолокно.
Стекловолоконные композиты — это армированный пластиковый материал, состоящий из стеклянных волокон, встроенных в смоляную матрицу. Стекловолоконные композиты обладают превосходной удельной прочностью, легким весом, но имеют механические свойства, близкие к металлу; они устойчивы к ржавчине и могут долгое время выдерживать воздействие кислот, щелочей, влаги и соляного тумана, а также имеют более длительный срок службы, чем традиционные металлические материалы; производительность можно оптимизировать, регулируя укладку волокон и тип смолы, и их можно обрабатывать в сложные формы; они непроводящие и прозрачные для электромагнитных волн и подходят для специальных функциональных компонентов, таких как электрооборудование и обтекатели; по сравнению с высококачественными композитными материалами, такими как углеродное волокно, стекловолокно дешевле и является экономичным высокопроизводительным выбором материала.
Стекловолоконные композитные материалы, используемые в экономике низких высот
Широко используются в области беспилотных летательных аппаратов
Фюзеляж и структурные компоненты: армированный стекловолокном пластик (GFRP) широко используется в ключевых структурных компонентах, таких как фюзеляж, крылья и хвост дронов, благодаря своей легкости и высокой прочности.
Материалы лопастей: в производстве пропеллеров дронов стекловолокно используется в сочетании с такими материалами, как нейлон, для повышения жесткости и долговечности.
Важные материалы для электрических самолетов вертикального взлета и посадки (eVTOL)
Рама предохранителя и крылья: самолеты eVTOL предъявляют чрезвычайно высокие требования к легкости, а армированные стекловолокном композитные материалы часто используются в сочетании с углеродным волокном для оптимизации конструкции фюзеляжа и снижения затрат.
Функциональные компоненты: стекловолокно также используется в устройствах авионики eVTOL (например, усилителях мощности ВЧ), а его высокая термостойкость и изоляционные свойства делают его идеальным выбором.
Как стратегический базовый материал в экономике низких высот стекловолокно имеет широкие перспективы применения в дронах, eVTOL и других областях. При политической поддержке и технологическом прогрессе рыночный спрос будет продолжать расти и станет важной силой, способствующей развитию экономики низких высот.
Забытое золото: редкоземельный полировальный порошок
Полировальный порошок на основе редкоземельного церия в настоящее время является основным полировальным порошком из редкоземельных металлов. Он обладает превосходной производительностью полировки и может улучшить качество поверхности изделий или деталей. Он известен как «король полировальных порошков». Стеклообрабатывающая и электронная промышленность являются основными областями применения полировального порошка из редкоземельных металлов. Отходы полировального порошка из редкоземельных металлов, которые выходят из строя после полировки, составляют около 70% от объема производства каждый год. Компоненты отходов в основном состоят из остатков отходов полировального порошка из редкоземельных металлов, отработанной жидкости, осколков стекла от полировки деталей, шлифовальной шкурки (органического полимера) от полировальной ткани, масла и других примесей, а доля редкоземельных компонентов составляет 50%. Как утилизировать неисправный полировальный порошок из редкоземельных металлов, стало серьезной проблемой для компаний, занимающихся последующим применением.
В настоящее время обычно используемыми методами переработки отходов полировального порошка из редкоземельных металлов являются физическое разделение и химическое разделение.
Метод физического разделения
(1) Метод флотации
В последние годы технология флотации широко используется при переработке твердых отходов. Из-за разницы в гидрофильности компонентов в отходах редкоземельного полировочного порошка выбираются различные флотационные агенты для улучшения сродства компонентов в водном растворе, оставляя гидрофильные частицы в воде, тем самым достигая цели разделения. Однако размер частиц полировочного порошка влияет на скорость восстановления флотации, и чистота восстановления недостаточна.
Во время флотации выбираются различные собиратели, и эффект удаления примесей сильно различается. Ян Жирен и др. обнаружили, что при pH стиролфосфоновой кислоты 5 скорость восстановления оксида церия и оксида лантана после флотации достигает 95%, в то время как скорость восстановления фторида кальция и фторапатита составляет всего 20% максимум. Частицы диаметром менее 5 микрон необходимо дополнительно отделить для удаления примесей из-за плохого эффекта флотации.
(2) Метод магнитной сепарации
Отходы редкоземельного полировочного порошка обладают магнетизмом. На основе этого Мишима и др. разработали устройство с вертикальным магнитным полем для извлечения полировочной суспензии редкоземельных элементов. Когда скорость потока суспензии порошка отходов составляет 20 мм/с, время циркуляции составляет 30 мин, концентрация суспензии составляет 5%, а pH суспензии составляет 3, эффективность разделения диоксида церия и флокулянта железа может достигать 80%. Если изменить направление магнитного поля на горизонтальный градиент, а затем добавить раствор MnCl2, диоксид кремния и оксид алюминия с противоположными магнитными свойствами могут быть отделены от диоксида церия.
(3) Другие методы
Такахаши и др. заморозили суспензию порошка отходов, частицы которой нелегко осаждаются при -10 °C, а затем разморозили ее в среде с температурой 25 °C. Примеси и оксиды редкоземельных элементов образовали слой, который способствовал агрегации и извлечению полезных веществ из отходов.
Метод химического разделения
Химический метод в основном использует процесс восстановления после кислотного растворения и щелочного обжига и использует восстановитель в качестве вспомогательного реагента для получения сырья для полировального порошка редкоземельных элементов путем удаления примесей, экстракции и осаждения. Этот метод имеет высокую скорость восстановления редкоземельных элементов, но процесс длительный и затратный. Избыточная сильная кислота или сильная щелочь производит большое количество сточных вод. (1) Щелочная обработка
Основными примесями в отходах полировального порошка редкоземельных элементов являются оксид алюминия и диоксид кремния. Используйте раствор NaOH 4 моль/л для реакции с отходами полировального порошка редкоземельных элементов в течение 1 часа при 60 °C, чтобы удалить примеси диоксида кремния и оксида алюминия в отходах полировального порошка редкоземельных элементов.
(2) Кислотная обработка
При восстановлении редкоземельных элементов из отходов полировального порошка для выщелачивания часто используют азотную кислоту, серную кислоту и соляную кислоту. Диоксид церия, основной компонент отходов полировального порошка редкоземельных элементов, слабо растворяется в серной кислоте.
(3) Кислотное выщелачивание с помощью восстановителя
Если CeO2 напрямую выщелачивается кислотой, эффект неидеален. Если для восстановления Ce4+ до Ce3+ добавляется восстановитель, скорость выщелачивания редкоземельных элементов может быть улучшена. Использование восстановителя H2O2 для содействия выщелачиванию соляной кислотой отходов полировочного порошка редкоземельных элементов может значительно улучшить экспериментальные результаты.
Шесть технологических путей для получения кварцевого стекла высокой чистоты
Кварцевое стекло отличается высокой чистотой, высоким спектральным пропусканием, низким коэффициентом теплового расширения и отличной устойчивостью к тепловому удару, коррозии и глубокому ультрафиолетовому излучению. Оно широко используется в таких высокотехнологичных промышленных производственных областях, как оптика, аэрокосмическая промышленность и производство полупроводников.
Кварцевое стекло можно классифицировать по способу приготовления. Существует два основных типа сырья для приготовления кварцевого стекла. Первый тип — это кварцевый песок высокой чистоты, который используется для электроплавки и газовой очистки для приготовления плавленого кварцевого стекла при высоких температурах, превышающих 1800 °C; второй тип — это кремнийсодержащие соединения, которые используются для приготовления синтетического кварцевого стекла посредством химических реакций.
Метод электроплавки
Метод электроплавки заключается в плавлении порошкообразного кварцевого сырья в тигле с помощью электрического нагрева, а затем в формировании кварцевого стекла с помощью процесса стеклования с быстрым охлаждением. Основные методы нагрева включают сопротивление, дугу и индукцию средней частоты.
Метод газовой очистки
В промышленном отношении метод газовой очистки появился немного позже метода электроплавки. Он использует водородно-кислородное пламя для плавления природного кварца, а затем постепенно накапливает его на поверхности мишени из кварцевого стекла. Плавленое кварцевое стекло, полученное методом газовой очистки, в основном используется для электрических источников света, полупроводниковой промышленности, сферических ксеноновых ламп и т. д. В первые дни крупнокалиберные прозрачные кварцевые стеклянные трубки и тигли напрямую плавились с кварцевым песком высокой чистоты на специальном оборудовании с использованием водородно-кислородного пламени. Сейчас метод газовой очистки обычно используется для приготовления кварцевых слитков, а затем кварцевые слитки подвергаются холодной или горячей обработке для получения требуемых изделий из кварцевого стекла.
Метод CVD
Принцип метода CVD заключается в нагревании летучей жидкости SiCl4 до газообразного состояния, а затем введении газообразного SiCl4 в водородно-кислородное пламя, образованное при сгорании водорода и кислорода под действием газа-носителя (O2), реакции с водяным паром при высокой температуре с образованием аморфных частиц, осаждения на вращающейся подложке осаждения, а затем плавления при высокой температуре с образованием кварцевого стекла.
Метод PCVD
Процесс PCVD был впервые предложен компанией Corning в 1960-х годах. Он использует плазму для замены водородно-кислородного пламени в качестве источника тепла для получения кварцевого стекла. Температура плазменного пламени, используемого в процессе PCVD, намного выше, чем у обычного пламени. Его внутренняя температура может достигать 15000 К, а средняя температура составляет 4000–5000 К. Рабочий газ может быть соответствующим образом выбран в соответствии с конкретными требованиями процесса.
Двухступенчатый метод CVD
Традиционный метод CVD также называется одноступенчатым методом или прямым методом. Поскольку в реакции участвует водяной пар, содержание гидроксила в кварцевом стекле, полученном одноступенчатым методом CVD, как правило, высокое и его трудно контролировать. Чтобы преодолеть этот недостаток, инженеры усовершенствовали одноступенчатый метод CVD и разработали двухступенчатый метод CVD, также называемый методом косвенного синтеза.
Термическая модификация
Метод термической модификации сначала размягчает базовый материал кварцевого стекла путем его нагрева, а затем получает желаемый продукт с помощью таких методов, как продавливание и вытяжка. В печи термической модификации корпус печи нагревается электромагнитным индукционным нагревом. Переменный ток, проходящий через индукционную катушку в печи, создает переменное электромагнитное поле в пространстве, а электромагнитное поле воздействует на нагревательный элемент, генерируя ток и тепло. По мере повышения температуры базовый материал кварцевого стекла размягчается, и в это время можно сформировать стержень/трубку из кварцевого стекла, вытягивая его вниз трактором. Регулируя температуру в печи и скорость вытягивания, можно вытягивать стержни/трубки из кварцевого стекла разных диаметров. Расположение катушки и конструкция печи электромагнитной индукционной нагревательной печи оказывают большое влияние на температурное поле в печи. В реальном производстве температурное поле в печи необходимо строго контролировать, чтобы обеспечить качество изделий из кварцевого стекла.
Каковы виды и области применения бентонита?
Бентонит в основном делится на несколько типов, таких как натриевый бентонит, кальциевый бентонит, водородный бентонит и органический бентонит, в зависимости от разницы межслойных катионов.
Натриевый бентонит: Он обладает отличной набухаемостью, водопоглощением, адгезией и пластичностью и является наиболее широко используемым типом бентонита.
Кальциевый бентонит: По сравнению с натриевым бентонитом его набухание и адгезия немного слабее, но цена более экономична, и он подходит для некоторых случаев с низкими требованиями к производительности.
Водородный бентонит: Он обладает особыми химическими свойствами и может проявлять уникальные свойства при определенных условиях, таких как высокая температурная стабильность.
Органический бентонит: Благодаря органической модификации он обладает лучшей диспергируемостью, суспензией и стабильностью и подходит для областей применения высокого класса.
Широкое применение бентонита
Универсальность бентонита делает его важным в различных областях, и его широкий спектр областей применения поражает.
Строительная сфера: бентонит широко используется в производстве строительных звукоизоляционных и теплоизоляционных материалов, водонепроницаемых покрытий, стеновых материалов и других продуктов благодаря своему превосходному расширению и адгезии, что обеспечивает надежную поддержку зеленого развития строительной отрасли.
Сфера охраны окружающей среды: бентонит обладает сильной адсорбционной способностью и может адсорбировать вредные вещества, такие как ионы тяжелых металлов и органические загрязнители в воде. Это важный материал в области охраны окружающей среды. В то же время бентонит также может использоваться при строительстве противофильтрационных слоев на свалках для эффективного предотвращения утечки фильтрата свалки.
Металлургическая сфера: бентонит в основном используется в качестве материала для футеровки печей в металлургической промышленности. Он устойчив к высоким температурам и эрозии и защищает корпус печи от высокотемпературного шлака.
Сельскохозяйственная сфера: бентонит выполняет функцию улучшения структуры почвы и повышения ее плодородия. Добавляя бентонит, можно улучшить воздухопроницаемость и водоудержание почвы, а также стимулировать рост урожая.
Литейная промышленность: Бентонит используется в качестве покрытия и адгезива в литейной промышленности для улучшения качества поверхности и прочности отливок.
Пищевая промышленность: Бентонит в основном используется для отбеливания и очистки в пищевой промышленности, например, для обесцвечивания масел и жиров, очистки сахарных растворов и т. д.
Бурение нефтяных скважин: Бентонит является важным сырьем для бурового раствора для нефтяных скважин, который может регулировать вязкость, усилие сдвига и водоотдачу раствора и повышать эффективность бурения.
Спрос на оборудование для производства бентонитового порошка
С постоянным расширением областей применения бентонита растет и спрос на оборудование для производства бентонитового порошка. При выборе шлифовального оборудования необходимо учитывать множество факторов, таких как производительность оборудования, производственная мощность, потребление энергии и послепродажное обслуживание.
При выборе минерального порошка для пластмасс обратите внимание на эти 11 показателей
Обычные минеральные порошковые материалы, используемые в пластмассовой промышленности, включают карбонат кальция (тяжелый кальций, легкий кальций, нанокальций), тальк, каолин, волластонит, бруситовый порошок, порошок слюды, порошок барита, сульфат бария и многие другие разновидности. Для основной цели наполнения его обычно можно использовать в количестве от десятков до сотен частей на 100 частей. Для улучшения производительности и снижения затрат его обычно можно использовать в десятках деталей.
Свойства неорганических минеральных наполнителей оказывают множество эффектов на пластмассовые изделия, включая физический и химический состав и свойства, размер и распределение частиц, форму частиц и свойства поверхности, а также плотность, твердость, белизну и т. д., которые влияют на требования к производительности и параметрам процесса пластмасс.
1. Характеристики геометрической формы
Влияние частиц наполнителя различной геометрической формы на прочность их пластмассовых изделий обычно волокнистое> чешуйчатое> столбчатое> кубическое> сферическое. Чешуйчатые наполнители помогают улучшить механическую прочность изделий, но не способствуют формовочной обработке.
2. Размер частиц и характеристики поверхности
Вообще говоря, чем меньше размер частиц неорганических неметаллических минеральных наполнителей, тем лучше механические свойства пластмасс при их равномерном распределении. Однако при уменьшении размера частиц наполнителя технология обработки усложняется, а стоимость соответственно увеличивается.
3. Удельная площадь поверхности
Чем больше удельная площадь поверхности, тем лучше сродство между наполнителем и смолой, но тем сложнее активировать поверхность наполнителя и тем выше стоимость. Однако для частиц наполнителя одинакового объема, чем шероховатее поверхность, тем больше удельная площадь поверхности.
4. Плотность
Частицы разной формы имеют разные размеры и распределение частиц. При одинаковой массе кажущаяся плотность частиц с одинаковой истинной плотностью может быть разной из-за разных объемов укладки.
5. Твердость
Высокая твердость может улучшить износостойкость изделий, но она будет изнашивать технологическое оборудование. Люди не хотят, чтобы преимущества использования наполнителей были нивелированы износом технологического оборудования. Для наполнителей определенной твердости интенсивность износа металлической поверхности технологического оборудования увеличивается с увеличением размера частиц наполнителя, а ее интенсивность износа имеет тенденцию быть стабильной после определенного размера частиц.
6. Цвет
Чтобы избежать явных изменений цвета матрицы наполненного материала или неблагоприятного воздействия на окраску матрицы, большинство производственных требований требуют, чтобы белизна была как можно выше.
7. Значение маслопоглощения
Значение маслопоглощения наполнителя влияет на количество пластификатора, используемого в системе наполнения, и на обрабатываемость материала. Наполнители с низкими значениями маслопоглощения имеют хорошую обрабатываемость системы наполнения и легко смешиваются со смолами, что может уменьшить количество используемого пластификатора.
8. Оптические свойства
Некоторые продукты могут использовать поглощение света наполнителями для повышения температуры, например, сельскохозяйственные пластиковые теплицы.
9. Электрические свойства
За исключением графита, большинство неорганических минеральных наполнителей являются электроизоляторами.
10. Химический состав
Химическая активность, поверхностные свойства (эффекты), термические свойства, оптические свойства, электрические свойства, магнитные свойства и т. д. неорганических минеральных наполнителей в значительной степени зависят от химического состава.
11. Термохимический эффект
Полимеры легко горят, но большинство неорганических минеральных наполнителей из-за собственной негорючести уменьшают количество горючих веществ после добавления в полимерную матрицу и задерживают горение матрицы. Экологически чистый огнестойкий наполнитель.
Короче говоря, роль неорганических неметаллических минеральных наполнителей в полимерных композитах можно обобщить как увеличение, улучшение и предоставление новых функций. Однако, поскольку неорганические неметаллические минеральные наполнители и органические полимеры имеют плохую совместимость, неорганические неметаллические минеральные наполнители модифицируются для улучшения их совместимости с органическими полимерами и предотвращения неравномерного распределения напряжений, вызванного прямым добавлением.
Характеристики и области применения трех распространенных продуктов из кремниевого микропорошка
Кремниевый порошок производится из кристаллического кварца, плавленого кварца и других сырьевых материалов путем измельчения, точной сортировки, удаления примесей и других процессов для получения порошка диоксида кремния.
1. Классификация кремниевого микропорошка
В зависимости от морфологии частиц его можно разделить на угловатый кремниевый микропорошок и сферический кремниевый микропорошок. В зависимости от различного сырья его можно разделить на угловатый кристаллический кремниевый микропорошок и угловатый расплавленный кремниевый микропорошок. Производительность и цена кристаллических, расплавленных и сферических кремниевых микропорошков увеличиваются в свою очередь.
Кристаллический кремниевый микропорошок изготавливается из природных кварцевых блоков, кварцевого песка и т. д. в качестве сырья и обрабатывается путем измельчения, точной сортировки, удаления примесей и других процессов.
Плавленый кремниевый микропорошок изготавливается из плавленого кварца, стекла и других материалов в качестве основного сырья и производится путем измельчения, точной сортировки и удаления примесей.
Сферический кремниевый микропорошок изготавливается из отобранного угловатого кремниевого микропорошка (из кварцевых блоков/кварцевого песка, плавленых кварцевых блоков/кварцевого песка, стеклянных материалов) в качестве сырья и перерабатывается в сферические порошковые материалы диоксида кремния методом пламени. Кроме того, его также можно приготовить методом сжигания и взрыва и методом жидкой фазы.
2. Применение кремниевого микропорошка
(1) Медный плакированный ламинат
Обычные медные плакированные ламинаты обычно используют угловатый кремниевый микропорошок, который в основном играет роль в снижении затрат. Некоторые расплавленные порошки имеют лучшие характеристики. Например, медные плакированные ламинаты с более высокими техническими уровнями, такими как высокая частота и высокая скорость, HDI-подложки и т. д., обычно используют модифицированный высокопроизводительный сферический кремниевый микропорошок (обычно со средним размером частиц менее 3 мкм).
Например, кристаллический кремниевый микропорошок имеет простой процесс и низкую стоимость и в основном используется для бытовых медных ламинатов с относительно низкими требованиями к точности и плотности продукта, скорости передачи сигнала и т. д.
Расплавленный кремниевый микропорошок имеет хорошие характеристики, умеренную стоимость, низкие диэлектрические потери и коэффициент линейного расширения и может использоваться в медных ламинатах, используемых в смартфонах, планшетах, автомобилях, сетевых коммуникациях и промышленном оборудовании.
Сферический кремниевый микропорошок обладает превосходными свойствами, такими как хорошая текучесть, низкое напряжение, небольшая удельная площадь поверхности и высокая плотность упаковки. Высокочастотные и высокоскоростные медные ламинаты, такие как суперкомпьютеры и связь 5G, требуют низких потерь при передаче, низкой задержки передачи, высокой термостойкости и высокой надежности. Сферический кремниевый микропорошок необходим в качестве ключевого функционального наполнителя, и содержание примесей в порошке должно быть низким, а скорость заполнения должна быть высокой.
(2) Эпоксидный формовочный компаунд
Как правило, в низкосортных и среднесортных эпоксидных формовочных компаундах в основном используется угловатый кремниевый микропорошок, в то время как в высокосортных эпоксидных формовочных компаундах в основном используется сферический кремниевый микропорошок. Сферический кремниевый микропорошок полезен для улучшения текучести и увеличения дозировки наполнителя, снижения коэффициента теплового расширения и снижения износа оборудования и форм.
Силикат циркония: невидимый гигант в эпоху высоких технологий
С быстрым развитием науки и техники постоянно происходят новые прорывы в области новых материалов. Среди них силикат циркония, как важный неорганический материал, не только играет ключевую роль в традиционной керамической промышленности, но и демонстрирует широкий спектр перспектив применения в сфере высоких технологий.
Силикат циркония (ZrSiO₄) — серовато-белое, нерастворимое в воде неорганическое вещество с теоретическим составом 67,1% ZrO₂ и 32,9% SiO₂.
Он имеет высокую температуру плавления (2500 градусов Цельсия), высокий показатель преломления (1,93-2,01) и превосходную химическую стабильность. Эти характеристики и преимущества, которые они приносят, делают силикат циркония блестящим во многих областях.
Значительный отбеливающий эффект:
Бадделеит, образованный силикатом циркония в керамической глазури, может эффективно рассеивать падающие световые волны, значительно улучшая белизну и блеск глазури, и является идеальным материалом для отбеливания керамики.
Высокая химическая стабильность:
Силикат циркония обладает чрезвычайно высокой химической стабильностью и может противостоять эрозии различных кислот, щелочей и едких веществ, что гарантирует сохранение стабильных характеристик в различных суровых условиях.
Превосходная устойчивость к высоким температурам:
Высокая температура плавления позволяет силикату циркония сохранять свою структуру и стабильность характеристик в высокотемпературных условиях, что делает его идеальным сырьем для изготовления высокотемпературной керамики и огнеупорных материалов.
Повышение твердости и износостойкости глазури:
Добавление силиката циркония может значительно повысить твердость и износостойкость керамических глазурей и продлить срок службы изделий.
Экологически чистый и не загрязняющий окружающую среду:
Как неорганический материал, силикат циркония нетоксичен и безвреден, не загрязняет окружающую среду и соответствует требованиям современного зеленого производства.
Силикат циркония широко используется в производстве архитектурной керамики, санитарной керамики, керамики повседневного использования и ремесленной керамики благодаря своей превосходной непрозрачности и вышеуказанным преимуществам.
Он может не только улучшить сцепление керамической массы и глазури, но и улучшить общее качество глазури, делая керамические изделия более красивыми и долговечными.
Цветные кинескопы в телевизионной промышленности:
Применение силиката циркония в цветных кинескопах улучшает четкость и насыщенность цвета отображаемого изображения, обеспечивая более реалистичный визуальный опыт для зрителей.
Эмульгированное стекло:
В стекольной промышленности силикат циркония используется в качестве эмульгатора для производства высокопрозрачных и высокопрочных стеклянных изделий, которые широко используются в автомобилях, строительстве и других областях.
Высокопроизводительные материалы:
Наномасштабный силикат циркония является идеальным выбором для изготовления высококачественной керамики и функциональных материалов, таких как износостойкие покрытия и теплоизоляционные материалы, благодаря своему уникальному наноэффекту и вышеуказанным преимуществам.
С непрерывным развитием науки и техники и повышением осведомленности об окружающей среде область применения силиката циркония будет и дальше расширяться. В будущем мы увидим появление более высокопроизводительных и экологически чистых продуктов из силиката циркония, которые внесут больший вклад в научно-технический прогресс и социальное развитие. Короче говоря, как важный неорганический материал силикат циркония продемонстрировал большой потенциал развития в керамической промышленности и высокотехнологичных областях благодаря своим уникальным преимуществам и широким перспективам применения. У нас есть основания полагать, что в будущем развитии силикат циркония продолжит демонстрировать свои уникальные преимущества и станет важной силой, способствующей прогрессу отрасли.
Диоксид титана — один из лучших в мире белых пигментов
Диоксид титана, также известный как диоксид титана, имеет химическую формулу TiO2 и является белым пигментом с превосходными характеристиками. Нанодиоксид титана является важным типом неорганического функционального материала, также известного как нанодиоксид титана. Нанодиоксид титана представляет собой тонкий порошок диоксида титана, изготовленный по специальной технологии.
Области применения
1. Применение в пигментах и покрытиях
Диоксид титана пигментного качества имеет высокий показатель преломления, сильную красящую способность, большую укрывистость, хорошую диспергируемость и белизну, нетоксичен и имеет стабильные физические и химические свойства, а также обладает превосходными оптическими и электрическими свойствами. Он широко используется в латексной краске, рулонных и железных печатных покрытиях, автомобильных красках, порошковых покрытиях и других областях, составляя более 90% всех используемых белых пигментов, которые могут улучшить качество продукции, добавить цвет и яркость. Диоксид титана с размером частиц 200~400 нм также имеет такие функции, как защита от ультрафиолета, электростатическая защита, износостойкость и устойчивость к царапинам, улучшает адгезию покрытия и предотвращает провисание.
2. Применение в текстильной промышленности и химических волокнах
Текстиль и химические волокна являются важной областью применения диоксида титана. Он имеет высокий показатель преломления, что позволяет ему хорошо работать в оптических свойствах. Поэтому его часто используют в качестве матирующего агента для синтетических волокон. Как правило, для получения значительного матирующего эффекта к синтетическим волокнам необходимо добавлять всего 0,2%~0,5% TiO2.
3. Применение в бумажной промышленности
Бумажная промышленность является важной областью применения диоксида титана, который часто используется для декоративной бумаги, библейской бумаги и банкнот. Бумага с использованием диоксида титана обладает характеристиками высокой белизны, высокой прочности, хорошего глянца, тонкости и гладкости, а также непрозрачной печати. Непрозрачность намного выше, чем у карбоната кальция и талька, а вес также меньше.
4. Применение в косметике
TiO2 может поглощать, отражать и рассеивать ультрафиолетовые лучи и может играть роль в защите от ультрафиолетового излучения. Он имеет определенный потенциал применения в области косметики. Однако сам нано-TiO2 имеет большую удельную поверхностную энергию, сильную полярность и легко агломерируется, что влияет на фактический эффект применения. Поэтому перед использованием в косметической отрасли нано-TiO2 обычно модифицируют поверхность.
5. Применение в пластмассовой промышленности
Пластмассовая промышленность является важной областью применения диоксида титана, и его потребление составляет около 20% от общего объема. В мире существует более 50 специальных марок пластикового диоксида титана. Помимо высокой укрывистости и способности восстанавливать цвет, диоксид титана также может улучшить термостойкость, светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям пластмассовых изделий, а также улучшить их механические и электрические свойства.
6. Применение в чернильной промышленности
Диоксид титана обладает хорошей белизной, малым и однородным размером частиц, высоким показателем преломления, высокой красящей способностью и укрывистостью, хорошей физической и химической стабильностью, светорассеиванием, светостойкостью, термостойкостью, атмосферостойкостью и гидрофобностью, что делает его не только незаменимым белым пигментом в производстве чернил, но и необходимым сырьем для приготовления многих промежуточных цветных чернильных продуктов.
7. Применение в резиновой промышленности
Диоксид титана используется в качестве красителя в резиновой промышленности, а также выполняет функции наполнения, защиты от старения, кислото- и щелочестойкости и армирования. Добавление диоксида титана в белые и светлые резиновые изделия придаст готовым изделиям характеристики медленного старения, высокой прочности, отсутствия трещин, отсутствия выцветания, большого удлинения и кислото- и щелочестойкости.
8. Применение в медицине и здравоохранении
Фотокаталитические материалы TiO2 могут разрушать клеточные стенки и клеточные мембраны бактерий, тем самым играя роль в стерилизации и дезинфекции. Nano-TiO2 может разлагать патогены и эндотоксины. Фотокаталитические антибактериальные строительные материалы TiO2 используются в местах, где бактерии размножаются в больших количествах, таких как больничные палаты и операционные, для разложения эндотоксинов на твердых поверхностях и в жидкостях при комнатной температуре.
9. Применение в батареях
Солнечные элементы являются устойчивым источником зеленой энергии. Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC) имеют низкую стоимость, относительно простые методы производства, нетоксичны, безвредны и не загрязняют окружающую среду, а также имеют хорошие перспективы развития. TiO2 может использоваться в производстве сенсибилизированных красителем солнечных элементов. Добавление нано-Au, Ag или Pt и других частиц драгоценных металлов на поверхность электродов TiO2, легирование неметаллическими ионами и комплексами переходных металлов может улучшить эффективность фотоэлектрического преобразования TiO2. TiO2 также может использоваться в качестве материала электронного буферного слоя в перовскитных солнечных элементах, а также в качестве материала отрицательного электрода для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов.
Применение технологии ультратонкого порошка в препаратах традиционной китайской медицины
Технология ультратонких порошков — это новая технология химической инженерии, которая в настоящее время популярна в разных странах. Она началась в 1970-х годах и имеет широкие перспективы развития в фармацевтической промышленности. В этой статье представлено применение технологии ультратонких порошков в препаратах традиционной китайской медицины и проанализировано ее влияние на качество и процесс приготовления лекарственных препаратов.
В настоящее время порошки с размером частиц менее 3 мкм за рубежом называются ультратонкими порошками. Технология ультратонких порошков относится к приготовлению и использованию ультратонких порошков и связанным с ними технологиям. Содержание исследования включает в себя приготовление, классификацию, разделение, сушку, модификацию поверхности, состав частиц, измерение размера частиц, технологию безопасности в процессе производства, хранения и транспортировки ультратонких порошков. Технология ультратонких порошков также называется технологией ультратонкого измельчения и технологией микроизмельчения на уровне клеток. Это чисто физический процесс. Он может увеличить средний размер частиц лекарственных порошков животных и растений, полученных с помощью традиционной технологии измельчения, примерно с 75 мкм до менее 5-10 мкм. Эта технология постепенно широко использовалась в препаратах традиционной китайской медицины, особенно при использовании сверхтонких частиц лекарств в наружных лекарственных средствах, пероральных лекарственных средствах и инъекциях суспензий. Поэтому внедрение технологии сверхтонких порошков в фармацевтической промышленности неизбежно для развития традиционной китайской медицины. Однако использование технологии сверхтонких порошков для микронизации лекарств также окажет определенное влияние на качество лекарств и процесс приготовления лекарств.
В реальном промышленном производстве лекарственные материалы часто предварительно обрабатываются путем грубого измельчения с использованием традиционных методов, а затем дополнительно сверхтонко измельчаются после просеивания для достижения требуемых спецификаций размера частиц (сортировки). Применение технологии сверхтонких порошков в традиционной китайской медицине привело к инновациям и разработке лекарственных форм традиционной китайской медицины и расширило лекарственные формы неочищенных лекарств.
Ключ к процессу сверхтонкого измельчения заключается в оценке соответствующего поля силы измельчения в соответствии с физическими свойствами неочищенного лекарства, чтобы выбрать эффективное оборудование для сверхтонкого измельчения. В настоящее время методы сверхтонкого измельчения традиционной китайской медицины в основном включают механическое измельчение, вибрационное измельчение и измельчение потоком воздуха. Существует много отечественного промышленного оборудования для сверхтонкого измельчения, в том числе вибрационная мельница, механическая мельница-нож, низкотемпературная мельница, мельница потоком воздуха. Последние два широко используются в фармацевтической промышленности, а среди мельниц потоком воздуха наиболее широко используется сверхтонкая мельница потоком воздуха с псевдоожиженным слоем.
Механическое сверхтонкое измельчение можно разделить на сухое измельчение и мокрое измельчение. В соответствии с различными принципами создания силы измельчения в процессе измельчения сухое измельчение включает тип потока воздуха, тип высокочастотной вибрации, тип вращающейся шаровой (стержневой) мельницы, молотковый тип и тип самоизмельчения. Мокрое измельчение в основном включает коллоидную мельницу и гомогенизатор.
Современная технология сверхтонкого порошка представляет собой микроскопическую комбинацию лекарств, в полной мере использующую микронизацию, компаундирование, точность, модификацию поверхности и технологию проектирования частиц, чтобы лекарства достигли более высокого уровня. В связи с этим существует широкий спектр технического пространства для исследований и использования. Глубокое исследование и применение этой технологии станет новой точкой технического роста и новой точкой экономического роста традиционной китайской медицины.
6 распространенных технологических процессов сверхтонкого измельчения. Какой из них подходит для вашего порошка?
Процесс ударного сверхтонкого измельчения обычно относится к процессу измельчения и сортировки для приготовления порошков с распределением размеров частиц d97≤10 мкм, который делится на сухой метод и мокрый метод. В настоящее время операция сверхтонкого измельчения (т. е. одностадийное сверхтонкое измельчение), используемая в промышленности, имеет следующие технологические процессы:
1. Процесс открытого цикла
Как правило, плоские или дисковые мельницы, циркуляционные трубчатые мельницы и другие мельницы с воздушным потоком часто используют этот технологический процесс открытого цикла, поскольку они имеют функцию самосортировки. Кроме того, прерывистое сверхтонкое измельчение также часто использует этот технологический процесс.
Преимущество этого технологического процесса заключается в том, что процесс прост, но для сверхтонких мельниц, которые не имеют функции самосортировки, поскольку в этом технологическом процессе нет классификатора, квалифицированные сверхтонкие порошковые продукты не могут быть разделены во времени. Поэтому диапазон распределения размеров частиц обычных продуктов относительно широк.
2. Замкнутый цикл процесса
Его особенностью является то, что классификатор и ультратонкая мельница образуют замкнутую систему ультратонкого измельчения-тонкой сортировки. Этот технологический процесс часто используется для непрерывных операций измельчения обычных шаровых мельниц, мельниц с перемешиванием, высокоскоростных механических ударных мельниц, вибрационных мельниц и т. д.
Его преимущество заключается в том, что он может своевременно отделять качественные ультратонкие порошковые продукты, тем самым уменьшая агломерацию мелких частиц и повышая эффективность ультратонкого измельчения.
3. Открытый цикл процесса с предварительной сортировкой
Его особенностью является то, что материал сначала сортируется перед поступлением в ультратонкую мельницу, а мелкозернистый материал напрямую используется в качестве ультратонкого порошкового продукта. Крупнозернистый материал поступает в ультратонкую мельницу для измельчения. Когда в исходном материале содержится большое количество качественных ультратонких порошков, этот процесс может снизить нагрузку на мельницу, снизить энергопотребление единицы ультратонкого порошкового продукта и повысить эффективность работы.
4. Замкнутый цикл процесса с предварительной сортировкой
Эта комбинация операций не только помогает повысить эффективность измельчения и снизить потребление энергии на единицу продукта, но и контролирует распределение размера частиц продукта.
Этот процесс также можно упростить, установив только один классификатор, то есть один и тот же классификатор используется для предварительной сортировки, проверки и сортировки.
5. Открытый цикл процесса с окончательной классификацией
Характеристикой этого процесса измельчения является то, что один или несколько классификаторов могут быть установлены после измельчителя для получения более двух продуктов с различной тонкостью и распределением размера частиц.
6. Открытый цикл процесса с предварительной классификацией и окончательной классификацией
Этот процесс может не только предварительно отделить некоторые квалифицированные мелкозернистые продукты для снижения нагрузки на дробилку, но и оборудование для окончательной классификации может получить более двух продуктов с различной тонкостью и распределением размера частиц.
Как установить количество стадий сверхтонкого измельчения?
С точки зрения методов измельчения процессы сверхтонкого измельчения можно разделить на три типа: сухое (один или несколько этапов) измельчение, мокрое (один или несколько этапов) измельчение и комбинированное сухо-мокрое многоэтапное измельчение.
Количество этапов измельчения в основном зависит от размера частиц сырья и требуемой тонкости продукта.
Для сырья с относительно крупным размером частиц может быть принят технологический процесс сначала тонкого измельчения или тонкого измельчения, а затем сверхтонкого измельчения. Как правило, сырье может быть измельчено до 74 мкм или 43 мкм, а затем может быть принят этап процесса сверхтонкого измельчения;
Для материалов с очень мелкими требованиями к размеру частиц продукта и легко агломерируемых может быть принят многоэтапный технологический процесс сверхтонкого измельчения последовательно для повышения эффективности работы.
Однако, как правило, чем больше этапов измельчения, тем сложнее технологический процесс и тем больше инженерные инвестиции.