ประเภทและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำให้เป็นทรงกลมแบบผง
เทคโนโลยีการทำให้ผงเป็นทรงกลม ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ สามารถปรับปรุงลักษณะพื้นผิวและคุณสมบัติทางกายภาพของผง เพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุ และตอบสนองความต้องการด้านการใช้งานที่หลากหลาย ปัจจุบัน เทคโนโลยีการทำให้ผงเป็นทรงกลมได้แพร่หลายไปในหลากหลายสาขา เช่น ยา อาหาร สารเคมี การปกป้องสิ่งแวดล้อม วัสดุ โลหะวิทยา และการพิมพ์ 3 มิติ
เทคโนโลยีการเตรียมผงทรงกลมครอบคลุมหลายสาขาวิชา รวมถึงความเชี่ยวชาญด้านเคมี วิทยาศาสตร์วัสดุ และวิศวกรรมศาสตร์ ต่อไปนี้ เราจะสำรวจเทคโนโลยีต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำให้ผงเป็นทรงกลม
วิธีการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรกล
วิธีการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรกลส่วนใหญ่ใช้แรงทางกลต่างๆ เช่น การชน แรงเสียดทาน และแรงเฉือน เพื่อเปลี่ยนรูปและดูดซับอนุภาค การประมวลผลอย่างต่อเนื่องส่งผลให้อนุภาคมีความหนาแน่นมากขึ้น และขอบคมจะค่อยๆ เรียบและโค้งมนจากแรงกระแทก วิธีการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรกลใช้เครื่องบดกระแทกความเร็วสูง เครื่องบดแบบกวนตัวกลาง และอุปกรณ์บดอื่นๆ เพื่อผลิตวัสดุผงละเอียด เมื่อใช้ร่วมกับการบดแบบแห้งและแบบเปียก วิธีการเหล่านี้จะทำให้ได้วัสดุผงที่มีขนาดอนุภาคละเอียดขึ้น การกระจายตัวของขนาดอนุภาคแคบลง และอัตราการเกิดทรงกลมที่แน่นอน
การขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขึ้นรูปและขึ้นรูปกราไฟต์ธรรมชาติ กราไฟต์เทียม และอนุภาคซีเมนต์ด้วยเครื่องจักร นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการบดและบดผงโลหะเปราะหรือผงโลหะผสม การขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรใช้วัตถุดิบต้นทุนต่ำหลากหลายชนิด โดยใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างเต็มที่ มีข้อดีหลายประการ เช่น ความเรียบง่าย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความสามารถในการขยายขนาดทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ไม่ได้เลือกสรรวัสดุมากนัก และไม่สามารถรับประกันความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นของแทป และผลผลิตของอนุภาคที่ผ่านกระบวนการได้ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการผลิตผงทรงกลมที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพต่ำกว่าเท่านั้น
การทำแห้งแบบพ่นฝอย
การทำแห้งแบบพ่นฝอยคือการทำให้ของเหลวกลายเป็นละอองฝอย จากนั้นจะระเหยอย่างรวดเร็วในกระแสลมร้อนจนแข็งตัวเป็นอนุภาคของแข็ง ข้อดีของการทำแห้งแบบพ่นฝอยคือความเรียบง่ายและความสะดวกในการควบคุมคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมวัตถุระเบิดและแบตเตอรี่ทางทหาร
ปฏิกิริยาเคมีเฟสก๊าซ
ปฏิกิริยาเคมีเฟสก๊าซใช้วัตถุดิบที่เป็นก๊าซ (หรือระเหยวัตถุดิบที่เป็นของแข็งให้กลายเป็นก๊าซ) เพื่อผลิตสารประกอบที่ต้องการผ่านปฏิกิริยาเคมี จากนั้นสารประกอบนี้จะถูกควบแน่นอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตผงทรงกลมละเอียดพิเศษของสารต่างๆ
วิธีไฮโดรเทอร์มอล
วิธีไฮโดรเทอร์มอลใช้เครื่องปฏิกรณ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันสูง โดยใช้น้ำหรือตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาเคมี ขนาดของอนุภาคสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิไฮโดรเทอร์มอล เวลาไฮโดรเทอร์มอล ค่า pH และความเข้มข้นของสารละลาย
วิธีตกตะกอน
วิธีตกตะกอนประกอบด้วยการรวมไอออนของโลหะเข้ากับสารตกตะกอนจำเพาะผ่านปฏิกิริยาเคมีในสารละลาย ทำให้เกิดอนุภาคคอลลอยด์ขนาดเล็กกึ่งของแข็งและเกิดการแขวนลอยที่เสถียร จากนั้น ด้วยการปรับสภาวะปฏิกิริยาการตกตะกอนเพิ่มเติม เช่น การบ่มแบบคงที่ การกวนอย่างช้าๆ หรือการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมของสารละลาย อนุภาคคอลลอยด์เหล่านี้จะค่อยๆ รวมตัวกันและเติบโตจนกลายเป็นทรงกลม ก่อตัวเป็นตะกอนทรงกลมปฐมภูมิ จากนั้นตะกอนที่ได้จะถูกทำให้แห้งหรือเผาจนได้ผงทรงกลมในที่สุด
วิธีโซล-เจล
โดยทั่วไปวิธีโซล-เจลประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การเตรียมโซล การเกิดเจล และการเกิดผงทรงกลม การอบด้วยความร้อนสามารถปรับปรุงโครงสร้างและคุณสมบัติของผงทรงกลมได้ดียิ่งขึ้น ทำให้สามารถควบคุมขนาดและสัณฐานวิทยาของอนุภาคได้อย่างแม่นยำ
วิธีไมโครอิมัลชัน
วิธีไมโครอิมัลชันเป็นวิธีการเตรียมสารสองเฟสระหว่างของเหลวและของเหลว วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการเติมตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีสารตั้งต้นที่ละลายอยู่ในน้ำ เพื่อสร้างอิมัลชันที่มีหยดเล็กๆ จากนั้นอนุภาคทรงกลมจะถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการนิวเคลียส การรวมตัว การเกาะกลุ่ม และการอบด้วยความร้อน วิธีการไมโครอิมัลชันถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการเตรียมอนุภาคนาโนและวัสดุผสมอินทรีย์-อนินทรีย์
การทำให้เป็นทรงกลมด้วยพลาสมา
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีขั้นสูงและความต้องการวัสดุนาโนชนิดใหม่และกระบวนการเตรียมแบบใหม่ การวิจัยและการประยุกต์ใช้เคมีของพลาสมาจึงได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น การทำให้เป็นทรงกลมด้วยพลาสมา ซึ่งมีลักษณะเด่นคืออุณหภูมิสูง เอนทัลปีสูง ปฏิกิริยาเคมีสูง และบรรยากาศและอุณหภูมิปฏิกิริยาที่ควบคุมได้ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผงทรงกลมที่มีอนุภาคขนาดเล็กและมีความบริสุทธิ์สูง
วิธีการอื่นๆ ได้แก่ การเผาทำลาย (deflagration), การอัดเม็ดด้วยเปลวไฟจากการเผาไหม้ของแก๊ส, การทำให้เป็นละอองด้วยคลื่นอัลตราโซนิก, การทำให้เป็นละอองด้วยแรงเหวี่ยง, การตัดด้วยลวด, การเจาะรู และการหลอมใหม่ และการพ่นด้วยไมโครพอร์แบบพัลส์
จะปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกอนไนไตรด์ได้อย่างไร?
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิคอนไนไตรด์นั้น เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงพื้นผิวของผงด้วยวิธีการทางกายภาพและทางเคมีที่หลากหลาย เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอนุภาค
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวสามารถลดแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคผง ทำให้ผงกระจายตัวได้ดีขึ้นในตัวกลาง และปรับปรุงการกระจายตัวของผงเหลว นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มกิจกรรมบนพื้นผิวของผงซิลิคอนไนไตรด์ เพิ่มความเข้ากันได้กับสารอื่นๆ และทำให้เกิดคุณสมบัติใหม่ๆ
หลักการสำคัญของการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงคือ ปฏิกิริยาระหว่างผงและสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวจะช่วยเพิ่มความสามารถในการเปียกของพื้นผิวผง และปรับปรุงการกระจายตัวในสารอินทรีย์หรือสารอนินทรีย์
1. การปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิว
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิวใช้การดูดซับทางกายภาพหรือทางเคมี เพื่อยึดวัสดุเคลือบเข้ากับพื้นผิวของวัตถุที่เคลือบอย่างสม่ำเสมอ ทำให้เกิดชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอและสมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้ว ชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเคลือบจะเป็นชั้นเดียว
การปรับเปลี่ยนการเคลือบโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นประเภทอนินทรีย์และอินทรีย์ การเคลือบอนินทรีย์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเคลือบออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ที่เหมาะสมบนพื้นผิวของอนุภาคเซรามิกเพื่อปรับเปลี่ยนผง แต่การปรับเปลี่ยนนี้จะส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้น ในทางกลับกัน การเคลือบแบบอินทรีย์เกี่ยวข้องกับการเลือกสารอินทรีย์เป็นวัสดุเคลือบ สารอินทรีย์เหล่านี้จะจับตัวกับกลุ่มบนพื้นผิวของอนุภาคผงและดูดซับบนพื้นผิวอย่างเลือกสรร ส่งผลให้คุณสมบัติของชั้นเคลือบถูกถ่ายทอดไปยังผง
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนนี้มีต้นทุนต่ำ ขั้นตอนง่าย และควบคุมได้ง่าย แต่ผลลัพธ์ที่ได้มักจะมีข้อจำกัด
2. การปรับสภาพพื้นผิวด้วยกรดและด่าง
โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการขึ้นรูปเซรามิกจำเป็นต้องใช้สารละลายเซรามิกที่มีปริมาณของแข็งสูงและความหนืดต่ำ ความหนาแน่นของประจุบนพื้นผิวของผงมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติการไหลและการกระจายตัวของสารละลาย การล้างพื้นผิวผงเซรามิก (การปรับสภาพด้วยกรดและด่าง) สามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติประจุบนพื้นผิวของผงได้ ดังชื่อที่บ่งบอก วิธีการปรับเปลี่ยนนี้เกี่ยวข้องกับการผสมและล้างผงซิลิคอนไนไตรด์อย่างละเอียดด้วยสารละลายกรดหรือด่างที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน
ในขณะเดียวกัน การบำบัดด้วยด่างที่ความเข้มข้นที่กำหนดก็สามารถทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของผงเซรามิกได้เช่นกัน งานวิจัยของ Wang Yongming และคณะ แสดงให้เห็นว่าการล้างด้วยด่างสามารถลดปริมาณไซลาโนลบนพื้นผิวของผงซิลิกอนคาร์ไบด์ ลดระดับการเกิดออกซิเดชัน เปลี่ยนแปลงแรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาค และปรับปรุงคุณสมบัติการไหลของสารละลาย
3. การปรับเปลี่ยนสารช่วยกระจายตัว
จากความแตกต่างระหว่างผงเซรามิกแต่ละประเภท การเลือกสารช่วยกระจายตัวที่เหมาะสมหรือการออกแบบสารช่วยกระจายตัวใหม่มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มปริมาณของแข็งในสารละลายเซรามิก ชนิดและปริมาณของสารช่วยกระจายตัวที่เติมลงไปสามารถเปลี่ยนแปลงผลกระทบต่อคุณสมบัติของเซรามิกได้อย่างมีนัยสำคัญ
โดยทั่วไป สารช่วยกระจายตัวจะมีโครงสร้างทั้งแบบชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ และปฏิกิริยาระหว่างกลุ่มที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำเหล่านี้จะช่วยปรับคุณสมบัติการกระจายตัวของสารละลายเซรามิก สารช่วยกระจายตัวประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิวหรืออิเล็กโทรไลต์โพลิเมอร์ โดยสารลดแรงตึงผิวประกอบด้วยสารลดแรงตึงผิวประจุบวกและประจุลบ
พอลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยกรดโพลีไวนิลซัลโฟนิก กรดโพลีอะคริลิก โพลีไวนิลไพริดีน และโพลีเอทิลีนอิมีน สารช่วยกระจายตัวสามารถเกิดปฏิกิริยาการดูดซับกับพื้นผิวของผง ซึ่งรวมถึงการดูดซับทางเคมีและกายภาพ ทำให้เกิดแรงระหว่างอนุภาค (แรงแวนเดอร์วาลส์และแรงผลักไฟฟ้าสถิต) และศักยภาพในการเกิดปรากฏการณ์สเตอริก
4. การปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการไม่ชอบน้ำบนพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการไม่ชอบน้ำบนพื้นผิวเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนหมู่ไฮดรอกซิลในผงเซรามิกให้เป็นกลุ่มไม่ชอบน้ำ เช่น หมู่ไฮโดรคาร์บอน หมู่อัลคิลสายยาว และหมู่ไซโคลอัลคิล หมู่อินทรีย์เหล่านี้จะจับกับพื้นผิวของผงเซรามิก ทำให้เกิดคุณสมบัติการไม่ชอบน้ำอย่างแรง ทำให้การกระจายตัวในตัวกลางการกระจายตัวดีขึ้นและป้องกันการเกาะกลุ่มกัน
เมื่อต่อพอลิเมอร์เข้ากับพื้นผิวของผงซิลิคอนไนไตรด์ สายโซ่พอลิเมอร์ยาวจะยึดติดกับพื้นผิวของผง ในขณะที่สายโซ่ไฮโดรฟิลิกที่ปลายอีกด้านหนึ่งจะยื่นเข้าไปในตัวกลางที่เป็นน้ำ ตลอดกระบวนการกระจายตัว อนุภาคผงจะต้องเผชิญกับทั้งแรงผลักระหว่างอนุภาคและการขัดขวางทางสเตอริกที่เกิดจากสายโพลีเมอร์ยาว ส่งผลให้กระจายตัวของสารละลายได้ดีขึ้น
พื้นที่การใช้งานและแนวโน้มเชิงนวัตกรรมสี่ประการของ Kaolin
ดินขาว ซึ่งเป็นแร่ซิลิเกตชนิดชั้นในอัตราส่วน 1:1 มีคุณสมบัติมากมาย ได้แก่ การกระจายตัว ความเหนียว ความสามารถในการเผา คุณสมบัติทนไฟ การแลกเปลี่ยนไอออน และความเสถียรทางเคมี ทำให้ดินขาวถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ปัจจุบัน การนำดินขาวไปใช้ในอุตสาหกรรมดั้งเดิมเป็นหลัก เช่น เซรามิกส์ การผลิตกระดาษ และวัสดุทนไฟ
1. วัสดุผสมประสิทธิภาพสูง
การนำดินขาวมาใช้ในวัสดุผสมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิว (เช่น ความสามารถในการดูดซับ) ของวัสดุได้
ประโยชน์ของดินขาวในวัสดุผสม ได้แก่ การเพิ่มการดูดซับ การเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้า การปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน/ความต้านทานไฟ และการปรับปรุงเสถียรภาพเชิงกล อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติยังคงมีความท้าทาย เช่น การกระจายตัวที่ไม่เพียงพอและความเข้ากันได้ของดินขาวในวัสดุผสม ซึ่งอาจจำกัดประสิทธิภาพของดินขาว
ทิศทางการวิจัยในอนาคต ได้แก่ การพัฒนาเทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิวดินขาวที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวและความเข้ากันได้กับวัสดุเมทริกซ์ การสำรวจการออกแบบวัสดุผสมดินขาวอเนกประสงค์เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะด้าน เช่น การเก็บเกี่ยวพลังงาน การบำบัดน้ำเสีย และการป้องกันอัคคีภัย รวมถึงการเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะและจำนวนจุดทำงานของดินขาวผ่านกระบวนการแปรรูปและการจัดการโมเลกุลในระดับนาโน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ควรมีความพยายามที่จะส่งเสริมกระบวนการผลิตวัสดุผสมดินขาวที่มีต้นทุนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และบูรณาการเทคโนโลยีการผลิตอัจฉริยะเพื่อให้เกิดการใช้งานในวงกว้าง
2. วัสดุที่มีรูพรุน: สาขาตะแกรงโมเลกุล
ตะแกรงโมเลกุลคือวัสดุที่มีโครงสร้างรูพรุนที่เป็นระเบียบ ซึ่งดูดซับโมเลกุลต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการกลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี การเกษตร และการบำบัดน้ำ ดินขาว ซึ่งเป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่พบได้ทั่วไปและราคาไม่แพง อุดมไปด้วยซิลิกาและอะลูมินา สามารถนำไปใช้สังเคราะห์ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ได้โดยตรง เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งซิลิคอนและอะลูมิเนียมแบบดั้งเดิมที่อาจเป็นพิษ ดินขาวไม่เพียงแต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนและทำให้กระบวนการสังเคราะห์ง่ายขึ้นอีกด้วย
ดินขาวไม่เพียงแต่กระตุ้นการทำงานของซิลิเกตและอะลูมินาผ่านกระบวนการเตรียมเบื้องต้นแบบง่ายๆ เช่น การเผาและการชะล้างด้วยกรด แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพตะแกรงโมเลกุลผ่านการจัดการสารเทมเพลตและการปรับอุณหภูมิให้เหมาะสม
3. ชีวการแพทย์
ดินขาวเป็นแร่ดินเหนียวนาโนซิลิเกตชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม พื้นที่ผิวจำเพาะสูง ความเฉื่อยทางเคมี สมบัติคอลลอยด์ และไทโซทรอปิก ในสาขาชีวการแพทย์ การวิจัยกำลังค่อยๆ เปลี่ยนจากการประยุกต์ใช้ตัวพายาพื้นฐานไปสู่การประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ยีนบำบัดและการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ การประยุกต์ใช้ดินขาวได้ขยายจากการสนับสนุนทางกายภาพและการปลดปล่อยยาไปสู่ระบบที่ซับซ้อนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์และการนำส่งยีน
4. การกักเก็บพลังงาน
การกักเก็บพลังงานเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจมาโดยตลอด การแสวงหาโซลูชันการกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนเป็นหนึ่งในเส้นทางสำคัญในการแก้ไขปัญหาพลังงานระดับโลก ดินขาวมีโครงสร้างเฉพาะและฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย จึงกลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการกักเก็บพลังงาน ดินขาวถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานหลากหลายชนิด เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ และเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์
แนวโน้มการประยุกต์ใช้ดินขาวในอนาคตมีดังนี้:
ก. การวิจัยและพัฒนาวัสดุนวัตกรรมจะมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการแปรรูปนาโนดินขาวและการปรับเปลี่ยนพื้นผิว โดยมุ่งเป้าไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ การกักเก็บพลังงาน และสาขาอื่นๆ ตัวอย่างเช่น นาโนคอมโพสิตที่ทำจากดินขาวสามารถพัฒนาได้โดยการผสมดินขาวเข้ากับพอลิเมอร์หรือวัสดุคาร์บอนเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและการนำไฟฟ้า
ข. ดินขาวมีศักยภาพในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น การบำบัดน้ำและการฟื้นฟูดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำจัดโลหะหนักและการดูดซับสารมลพิษ
ค. การบูรณาการเทคโนโลยีสหวิทยาการจะส่งเสริมการประยุกต์ใช้ดินขาวอย่างสร้างสรรค์ในสาขาชีวเภสัชกรรม โดยบูรณาการเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อพัฒนาระบบนำส่งยาหรือโครงนั่งร้านที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ
ง. ด้วยความต้องการวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นของตลาด บริษัทต่างๆ ควรเสริมสร้างความร่วมมือกับสถาบันวิจัยและพัฒนา เพื่อเปลี่ยนการค้นพบเชิงนวัตกรรมให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่สามารถแข่งขันได้ เช่น เซรามิกดินขาวที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูง หรือวัสดุผสมน้ำหนักเบา
e. ด้วยการให้ความสำคัญกับการพัฒนาอย่างยั่งยืนทั่วโลก การสนับสนุนนโยบายและความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจจะมีอิทธิพลต่อทิศทางการวิจัยและพัฒนาและการประยุกต์ใช้ดินขาว ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงจำเป็นต้องติดตามความพร้อมของทรัพยากรและการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนอย่างใกล้ชิด ควบคู่ไปกับการเสริมสร้างการบริหารความเสี่ยงและเสริมสร้างความสามารถในการแข่งขันระดับโลก เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมระหว่างประเทศที่ซับซ้อน
แบเรียมซัลเฟตที่ดัดแปลงด้วย SDS สำหรับใช้ในเครื่องสำอาง
สารทึบแสงสำหรับเครื่องสำอางเป็นส่วนผสมสำคัญในการให้ผลลัพธ์ เช่น การปกปิดรอยตำหนิและปรับผิวให้กระจ่างใส การกระจายตัวและความคงตัวของสารนี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์
แบเรียมซัลเฟตถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องสำอาง เนื่องจากมีดัชนีหักเหแสงสูง ความทึบแสงที่ดี และความเสถียรทางเคมี อย่างไรก็ตาม แนวโน้มการเกาะกลุ่มกันเป็นก้อนทำให้การประยุกต์ใช้ในเครื่องสำอางมีข้อจำกัด
งานวิจัยนี้ศึกษาการกระจายตัวและความคงตัวของแบเรียมซัลเฟตในเมทริกซ์เครื่องสำอาง โดยการเตรียมแบเรียมซัลเฟตละเอียดพิเศษโดยใช้เครื่องบดแบบลูกบอล และปรับกระบวนการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการกระจายตัวให้เหมาะสมที่สุด
1. วิธีการปรับเปลี่ยน
(1) การปรับสภาพเบื้องต้นของแบเรียมซัลเฟต
แบเรียมซัลเฟตเกรดอุตสาหกรรมถูกทำให้แห้งและร่อนผ่านตะแกรงขนาด 200 เมชเป็นชุดๆ ในแต่ละชุด แบเรียมซัลเฟต 100 กรัม ถูกผสมกับกรดสเตียริก 0.5 กรัม บนเครื่องบดแบบสองลูกกลิ้ง เป็นเวลา 3 นาที จากนั้นลูกกลิ้งถูกปรับให้เหลือช่องว่างน้อยที่สุดและผ่าน 6 ครั้ง จากนั้นจึงผ่านครั้งสุดท้ายโดยเว้นช่องว่าง 2 มม. เป็นการเสร็จสิ้นการผสมเบื้องต้น แบเรียมซัลเฟตที่ผสมแล้วถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการปรับสภาพเบื้องต้นแล้ว
(2) การปรับสภาพพื้นผิว
ใช้ส่วนผสมพื้นฐาน 100 ส่วน เติมแบเรียมซัลเฟตที่ผ่านการปรับสภาพเบื้องต้นในสัดส่วนที่แตกต่างกัน และนำไปปรับสภาพพื้นผิวที่อุณหภูมิ 60°C ระหว่างการปรับสภาพ เติมโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต 1.5 ส่วน และผสมส่วนผสมให้เข้ากันดี ลูกกลิ้งถูกปรับให้เหลือช่องว่างน้อยที่สุดและผ่าน 6 ครั้ง ก่อนที่จะถูกทำให้แบนราบ เพื่อให้ได้แบเรียมซัลเฟตที่ผ่านการปรับสภาพแล้ว
(3) การเตรียมสารกระจายตัว
แบเรียมซัลเฟตที่ผ่านการปรับสภาพแล้วถูกกระจายตัวลงในส่วนผสมพื้นฐานในอัตราส่วนต่างๆ โดยใช้การผสมผสานระหว่างการกวนเชิงกลและการกระจายตัวด้วยคลื่นอัลตราโซนิก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบเรียมซัลเฟตที่ผ่านการปรับปรุงแล้วจำนวนหนึ่งถูกชั่งน้ำหนัก เติมลงในน้ำปราศจากไอออน และกระจายด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลา 10 นาที จากนั้นค่อยๆ เติมสูตรพื้นฐานลงไปพร้อมกับคนให้เข้ากัน และคนส่วนผสมต่ออีก 30 นาที
2. กระบวนการปรับปรุงที่เหมาะสมที่สุดและการประเมินประสิทธิภาพ
(1) กระบวนการปรับปรุงที่เหมาะสมที่สุด
จากการวิจัยอย่างเป็นระบบ สภาวะที่เหมาะสมที่สุดของกระบวนการได้ถูกกำหนดขึ้น: แบเรียมซัลเฟตเกรดอุตสาหกรรมถูกร่อนผ่านตะแกรงขนาด 200 เมช และอบแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ใช้โซเดียมโดเดซิลซัลเฟตเป็นตัวปรับปรุงพื้นผิวที่ 1.5% ของน้ำหนักแบเรียมซัลเฟต และทำการดัดแปลงที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในกระบวนการกระจายตัว ปริมาณแบเรียมซัลเฟตถูกควบคุมที่ 15%-20% อุณหภูมิการกระจายตัวที่ 60°C เวลาการกระจายตัวที่ 15 นาที และค่า pH ของระบบที่ 8.0-8.5 มีการใช้การผสมผสานระหว่างการกวนเชิงกลและการกระจายตัวด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ระบบการกระจายตัวที่ได้แสดงคุณสมบัติดังต่อไปนี้: การกระจายตัวของขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ โดยมีขนาดอนุภาคหลัก 0.8-1.2 ไมโครเมตร; เสถียรภาพของสารกระจายตัวที่ดี ไม่มีการตกตะกอนอย่างมีนัยสำคัญภายใน 7 วัน; และการครอบคลุมที่ยอดเยี่ยมด้วยฟิล์มที่สม่ำเสมอและต่อเนื่อง
(2) การประเมินการประยุกต์ใช้ในเครื่องสำอาง
แบเรียมซัลเฟตที่เตรียมได้ได้รับการประเมินในสูตรเครื่องสำอาง: การเติมแบเรียมซัลเฟตที่ปรับปรุงแล้ว 15% ลงในครีมรองพื้นทำให้ได้การครอบคลุมที่ดีและประสบการณ์การใช้งานที่น่าพอใจ เข้ากันได้ดีกับเมทริกซ์ฐานและไม่มีการแยกเฟส
การเพิ่มส่วนผสมกระจายตัว 20% ลงในสูตรคอนซีลเลอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการปกปิดอย่างมีนัยสำคัญ คงความเสถียรที่ดี และให้ผลลัพธ์ที่เป็นธรรมชาติและยาวนาน
ผลการประเมินการใช้งานแสดงให้เห็นว่าส่วนผสมกระจายตัวแบเรียมซัลเฟตที่เตรียมโดยใช้กระบวนการที่ปรับให้เหมาะสมนั้นมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานด้านเครื่องสำอาง ALPA เชี่ยวชาญด้านการบดละเอียดพิเศษและการจำแนกประเภทเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์ของคุณ เชี่ยวชาญด้านการบดละเอียดพิเศษและการจำแนกประเภทแบริต์
ศักยภาพของมอนต์มอริลโลไนต์ในสาขาพลังงานใหม่
มอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) เป็นแร่ซิลิเกตแบบชั้น โครงสร้างของมอนต์มอริลโลไนต์ อะตอมอะลูมิเนียมที่มีวาเลนซ์สูงในออกตาฮีดราอะลูมิเนียม-ออกซิเจน สามารถถูกแทนที่ได้อย่างง่ายดายด้วยอะตอมที่มีวาเลนซ์ต่ำ ทำให้เกิดประจุลบระหว่างชั้น เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างระหว่างชั้น มอนต์มอริลโลไนต์จะดูดซับไอออนบวก เช่น Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ และ K+ จากสภาพแวดล้อม คุณสมบัตินี้ทำให้มอนต์มอริลโลไนต์มีความสามารถในการดูดซับและแลกเปลี่ยนไอออนบวกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงสร้างและความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้มอนต์มอริลโลไนต์มีศักยภาพอย่างมากสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาเทคโนโลยีพลังงานใหม่
วัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม
(1) สำหรับอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตต
งานวิจัยจำนวนมากแสดงให้เห็นว่ามอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) ซึ่งเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ชนิดใหม่ สามารถปรับปรุงสภาพการนำไฟฟ้าไอออนิกและสมบัติเชิงกลของอิเล็กโทรไลต์พอลิเมอร์แบบของแข็ง (SPE) ได้อย่างมีนัยสำคัญ
(2) การสร้างชั้น SEI เทียม
ในฟิล์มโซลิดอิเล็กโทรไลต์เฟส (SEI) เทียม มอนต์มอริลโลไนต์-ลิเธียม (Li-MMT) แบบเป็นชั้นๆ จะให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีแก่ชั้น SEI และมีช่องลำเลียง Li+ ซึ่งช่วยยับยั้งการเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ เซลล์ Li-LiFePO4 แบบเต็มเซลล์ที่ประกอบเข้ากับชั้น SEI Li-MMT ได้รับประโยชน์จากช่อง Li+ ที่รวดเร็วใน Li-MMT ทำให้ประสิทธิภาพอัตราการทำงานที่เหนือกว่า และรักษาอัตราการเก็บรักษาความจุได้สูงถึง 90.6% หลังจาก 400 รอบที่อัตรา 1C
(3) การปรับปรุงประสิทธิภาพตัวแยก
MMT ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตัวแยกเนื่องจากคุณสมบัติการดูดซับที่ยอดเยี่ยม เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแยก PE เชิงพาณิชย์ ตัวแยกที่ปรับปรุงด้วย Li-MMT มีความเข้มข้นของ Li+ ที่สูงกว่าที่บริเวณรอยต่อระหว่างอิเล็กโทรด/อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งช่วยลดการสะสมลิเธียมแบบจำเพาะเจาะจง ลดความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า และยับยั้งการเติบโตของเดนไดรต์
(4) การปรับปรุงอิเล็กโทรไลต์เหลวให้เหมาะสม
ในระบบแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล เมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรไลต์ PEO มอนต์มอริลโลไนต์มีความสัมพันธ์กับลิเธียมโลหะได้ดีกว่า โดยมีศักย์ซีตาอยู่ที่ +26 มิลลิโวลต์ ซึ่งส่งเสริมการเพิ่มปริมาณของลิเธียมไอออนใกล้พื้นผิวมอนต์มอริลโลไนต์ ด้วยการดูดซับและแยกลิเธียมไอออน ศักย์เกินจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น -57.7 มิลลิโวลต์ ชี้นำให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนตัวจากมอนต์มอริลโลไนต์และสะสมบนพื้นผิวของตัวรับกระแสไฟฟ้าทองแดง
(5) วัสดุพาหะ
ตัวเก็บประจุยิ่งยวด
วัสดุแม่แบบ
แร่ธาตุธรรมชาติบางชนิดมีสัณฐานวิทยาเฉพาะ เช่น แอตตาพัลไกต์ มอนต์มอริลโลไนต์ ฮัลลอยไซต์ และไดอะโทไมต์ ซึ่งมักใช้เป็นแม่แบบในการสังเคราะห์วัสดุคาร์บอนที่มีรูพรุนที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะ นอกจากนี้ โพลิเมอร์นำไฟฟ้าที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะยังสามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้วิธีแม่แบบแร่ (2) วัสดุพาหะอิเล็กโทรด
เพื่อให้ได้วัสดุแอคทีฟที่มีสัณฐานวิทยาเฉพาะเจาะจง พร้อมๆ กับเพิ่มความจุจำเพาะและปรับปรุงเสถียรภาพในการหมุนเวียน วัสดุแอคทีฟสามารถบรรจุลงบนพื้นผิวของแร่ธาตุ เช่น มอนต์มอริลโลไนต์และฮัลลอยไซต์ได้
วัสดุกักเก็บก๊าซมีเทน
ปัจจุบัน นักวิจัยกำลังศึกษาการใช้เทคโนโลยีการกักเก็บก๊าซธรรมชาติแบบดูดซับ ซึ่งประหยัด สะดวก และปลอดภัย เป็นทางเลือกแทนเทคโนโลยีก๊าซธรรมชาติอัดและก๊าซธรรมชาติเหลวแบบดั้งเดิม การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแร่ดินเหนียวมีบทบาทเชิงบวกในการก่อตัวและพัฒนาแหล่งกักเก็บก๊าซจากชั้นหิน และมีความสามารถในการกักเก็บก๊าซ
วัสดุเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า
การเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเป็นกระบวนการเร่งปฏิกิริยาชนิดหนึ่งที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนประจุที่รอยต่อระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น วิวัฒนาการของไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมี วิวัฒนาการของออกซิเจน และการลด NOx แร่ดินเหนียว เช่น มอนต์มอริลโลไนต์ ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในฐานะตัวพาสำหรับส่วนประกอบปฏิกิริยาอิเล็กโทรแคตาไลติกโฟโตอิเล็กโทร เพื่อป้องกันการรวมตัวของอนุภาค ปรับปรุงเสถียรภาพของโมเลกุลสารไวแสง และเพิ่มการเลือกปฏิกิริยา
วัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส
วัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส (PCM) เป็นวัสดุฟังก์ชันชนิดใหม่ที่ใช้การดูดซับหรือปลดปล่อยความร้อนในระหว่างการเปลี่ยนเฟสเพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงานความร้อน แร่ธาตุธรรมชาติมีบทบาทสำคัญในสาขาการกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส ในแง่หนึ่ง แร่ธาตุธรรมชาติเองก็เป็นวัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์ที่ยอดเยี่ยม และสามารถแปรรูปเป็นวัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสประสิทธิภาพสูงได้หลังจากเติมสารเร่งปฏิกิริยาและสารเพิ่มความข้นที่เหมาะสม ในอีกแง่หนึ่ง โครงสร้างที่มีรูพรุนของแร่ธาตุสามารถทำหน้าที่เป็นตัวพาที่ดีเยี่ยมสำหรับวัสดุกักเก็บพลังงานความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส
การดัดแปลงการเคลือบผงไททาเนียมไดออกไซด์
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงไทเทเนียมไดออกไซด์ (ไทเทเนียมไวท์) เป็นวิธีการสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ (เช่น การกระจายตัว ความทนทานต่อสภาพอากาศ ความเงา และความเสถียรทางเคมี) เทคนิคการปรับเปลี่ยนพื้นผิวทั่วไปสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ การเคลือบอนินทรีย์ การเคลือบอินทรีย์ และการเคลือบคอมโพสิต ต่อไปนี้คือรายละเอียดการจำแนกประเภทและคำอธิบายโดยย่อของวิธีการเหล่านี้:
การปรับเปลี่ยนการเคลือบอนินทรีย์
วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการเคลือบพื้นผิวของอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยชั้นของออกไซด์หรือเกลืออนินทรีย์ ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นกั้นทางกายภาพเพื่อปรับปรุงความเสถียรทางเคมีและคุณสมบัติทางแสง
1. การเคลือบออกไซด์
หลักการ: ไฮเดรตของโลหะออกไซด์ (เช่น SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ เป็นต้น) จะถูกตกตะกอนลงบนพื้นผิวของอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ ทำให้เกิดชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอ
กระบวนการ: โดยทั่วไปจะใช้วิธีการตกตะกอนแบบเฟสของเหลว โดยเติมเกลือโลหะ (เช่น โซเดียมซิลิเกต อะลูมิเนียมซัลเฟต) ลงในสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์ และปรับค่า pH เพื่อให้โลหะออกไซด์เกิดการตกตะกอนไฮเดรตบนพื้นผิว
2. การเคลือบคอมโพสิตออกไซด์
หลักการ: การเคลือบด้วยโลหะออกไซด์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป (เช่น Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-SiO₂ เป็นต้น) โดยผสานข้อดีของแต่ละส่วนประกอบเข้าด้วยกัน
คุณสมบัติ: ประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่า ตัวอย่างเช่น การเคลือบ Al₂O₃-SiO₂ สามารถปรับปรุงการกระจายตัวและความทนทานต่อสภาพอากาศได้ในเวลาเดียวกัน เหมาะสำหรับการเคลือบยานยนต์และการเคลือบคอยล์ที่ต้องการความแม่นยำสูง
3. การเคลือบด้วยเกลือ
หลักการ: การใช้เกลือโลหะ (เช่น ฟอสเฟต ซิลิเกต ซัลเฟต เป็นต้น) เพื่อสร้างชั้นเกลือที่ไม่ละลายน้ำบนพื้นผิวของอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์
การดัดแปลงสารเคลือบอินทรีย์
วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยาสารประกอบอินทรีย์กับหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิวของไทเทเนียมไดออกไซด์ ทำให้เกิดชั้นโมเลกุลอินทรีย์เพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้กับสารอินทรีย์ 1. การเคลือบด้วยสารเชื่อมต่อ
หลักการ: ใช้โครงสร้างแอมฟิฟิลิกของสารเชื่อมต่อ (เช่น ไซเลน ไททาเนต และอะลูมิเนต) ปลายด้านหนึ่งจับกับหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิวไทเทเนียมไดออกไซด์ ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งทำปฏิกิริยากับเมทริกซ์อินทรีย์ (เช่น เรซิน โพลิเมอร์)
หน้าที่:
สารเชื่อมต่อไซเลน: ปรับปรุงการกระจายตัวของไทเทเนียมไดออกไซด์ในระบบน้ำ ซึ่งมักใช้ในสารเคลือบและหมึกพิมพ์ที่ใช้น้ำ
สารเชื่อมต่อไททาเนต/อะลูมิเนต: ปรับปรุงความเข้ากันได้ในระบบที่มีน้ำมัน เช่น พลาสติกและยาง ลดการเกาะตัวระหว่างกระบวนการ
2. การเคลือบสารลดแรงตึงผิว
หลักการ: สารลดแรงตึงผิว (เช่น กรดไขมัน ซัลโฟเนต และเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม) จะเกาะติดกับพื้นผิวไทเทเนียมไดออกไซด์ผ่านการดูดซับทางกายภาพหรือปฏิกิริยาทางเคมี ก่อให้เกิดชั้นประจุหรือชั้นไฮโดรโฟบิก
3. การเคลือบพอลิเมอร์
หลักการ: การต่อโพลิเมอร์ (เช่น อะคริเลต อีพอกซีเรซิน และไซลอกเซน) เข้ากับพื้นผิวไทเทเนียมไดออกไซด์ผ่านปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน
หน้าที่:
สร้างชั้นเคลือบหนา ช่วยป้องกันการกัดกร่อนจากสารเคมี และเพิ่มความทนทานต่อสภาพอากาศและคุณสมบัติเชิงกล
เพิ่มความเข้ากันได้กับเรซินเฉพาะทาง เหมาะสำหรับวัสดุผสมและสารเคลือบประสิทธิภาพสูง
4. การเคลือบออร์กาโนซิลิคอน
หลักการ: การใช้พลังงานพื้นผิวต่ำของโพลีไซลอกเซน (น้ำมันซิลิโคน เรซินซิลิโคน ฯลฯ) เพื่อเคลือบอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์
หน้าที่: ลดแรงตึงผิว ปรับปรุงการกระจายตัวและความลื่นไหล ซึ่งนิยมใช้ในหมึกพิมพ์และเครื่องสำอาง
การดัดแปลงการเคลือบแบบผสม
ด้วยการผสมผสานข้อดีของการเคลือบแบบอนินทรีย์และแบบอินทรีย์ กระบวนการเคลือบแบบคู่ (แบบต่อเนื่องหรือแบบพร้อมกัน) จึงให้ประสิทธิภาพที่เสริมกัน
1. การเคลือบแบบต่อเนื่องแบบอนินทรีย์-อินทรีย์
กระบวนการ: ขั้นแรก สร้างเกราะป้องกันทางกายภาพด้วยออกไซด์อนินทรีย์ (เช่น SiO₂) จากนั้นทำการดัดแปลงแบบอินทรีย์ด้วยสารจับคู่หรือโพลิเมอร์
คุณสมบัติ: สร้างสมดุลระหว่างความทนทานต่อสภาพอากาศและความเข้ากันได้ เหมาะสำหรับการเคลือบสถาปัตยกรรมประสิทธิภาพสูงหรือสีรถยนต์ OEM 2. การเคลือบแบบผสมอนินทรีย์-อินทรีย์
กระบวนการ: สารเคลือบอนินทรีย์และสารเคลือบอินทรีย์จะถูกเติมลงในระบบปฏิกิริยาเดียวกันพร้อมกันเพื่อสร้างโครงสร้างแกน-เปลือก
คุณสมบัติ: ชั้นเคลือบมีการยึดเกาะที่แข็งแรงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก เหมาะสำหรับการใช้งานระดับสูง (เช่น การเคลือบอากาศยาน นาโนคอมโพสิต)
เทคโนโลยีการเคลือบพิเศษอื่นๆ
1. การเคลือบด้วยอนุภาคนาโน
หลักการ: การใช้อนุภาคนาโน (เช่น นาโน-SiO₂, นาโน-ZnO) สำหรับการเคลือบจะช่วยเพิ่มการป้องกันรังสียูวีและความโปร่งใส ซึ่งนิยมใช้ในเครื่องสำอางกันแดดและสารเคลือบออปติคัล
2. ไมโครเอนแคปซูเลชัน
หลักการ: การห่อหุ้มอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ในไมโครแคปซูลพอลิเมอร์ ปลดปล่อยไทเทเนียมไดออกไซด์โดยการควบคุมสภาวะการแตกของแคปซูล (เช่น อุณหภูมิ ค่า pH) ซึ่งเหมาะสำหรับการเคลือบแบบอัจฉริยะและระบบการปลดปล่อยแบบควบคุม
การเลือกวิธีการเคลือบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน (เช่น สารเคลือบ พลาสติก หมึกพิมพ์ เครื่องสำอาง) และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ (ความทนทานต่อสภาพอากาศ การกระจายตัว ความเข้ากันได้ ฯลฯ)
หกวิธีหลักในการปรับเปลี่ยนนาโนซิงค์ออกไซด์
นาโนซิงค์ออกไซด์เป็นสารเคมีอนินทรีย์ชนิดละเอียดชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว เนื่องจากมีขนาดอนุภาคเล็กและพื้นที่ผิวจำเพาะสูง จึงมีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ที่โดดเด่นในด้านเคมี ทัศนศาสตร์ ชีววิทยา และอิเล็กทรอนิกส์ นาโนซิงค์ออกไซด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในสารเติมแต่งต้านจุลชีพ ตัวเร่งปฏิกิริยา ยาง สีย้อม หมึกพิมพ์ สารเคลือบ แก้ว เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และสารเคมีในชีวิตประจำวัน และมีแนวโน้มที่ดีในการพัฒนาและนำไปใช้ประโยชน์
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนาโนซิงค์ออกไซด์มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และพลังงานพื้นผิวจำเพาะสูง จึงมีขั้วผิวที่แข็งแกร่ง มีแนวโน้มที่จะเกาะตัวกันเอง และกระจายตัวได้ยากในสารอินทรีย์ ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่สำคัญของนาโนซิงค์ออกไซด์ ดังนั้น การกระจายตัวและการดัดแปลงพื้นผิวของผงนาโนซิงค์ออกไซด์จึงเป็นสิ่งจำเป็นก่อนนำนาโนวัสดุไปประยุกต์ใช้ในเมทริกซ์
1. การดัดแปลงสารลดแรงตึงผิว
การดัดแปลงสารลดแรงตึงผิวเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตของสารลดแรงตึงผิวเพื่อสร้างสารเคลือบอินทรีย์บนพื้นผิวของวัสดุนาโน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเข้ากันได้กับเมทริกซ์อินทรีย์
แม้ว่าการดัดแปลงสารลดแรงตึงผิวจะเป็นกระบวนการง่ายๆ แต่โดยทั่วไปแล้วประสิทธิภาพของมันมักจะต่ำ ทำให้ยากที่จะสร้างสารเคลือบที่เสถียรและแข็งแรงบนพื้นผิวของวัสดุนาโน
2. การดัดแปลงเชิงกลเคมี
การดัดแปลงเชิงกลเคมีใช้แรงทางกลเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุนาโน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสัมพันธ์และปฏิกิริยากับสารอื่นๆ
อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงเชิงกลเคมีมักใช้เวลานานและโดยทั่วไปแล้วให้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีสำหรับวัสดุนาโน
3. การดัดแปลงพลังงานสูง
การดัดแปลงพลังงานสูงเกี่ยวข้องกับการพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์สารประกอบอินทรีย์โดยใช้พลาสมาหรือการฉายรังสี ซึ่งจะเคลือบพื้นผิวของวัสดุนาโน
โดยทั่วไปแล้ว การดัดแปลงพลังงานสูงจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าสองวิธีก่อนหน้านี้ แต่ก็มีข้อเสีย เช่น การใช้พลังงานสูงและความยุ่งยากทางเทคนิค
4. การดัดแปลงเอสเทอริฟิเคชัน
เอสเทอริฟิเคชันเป็นวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่ใช้หมู่กรดคาร์บอกซิลิกในสารปรับเปลี่ยน เช่น กรดไขมันที่มีความเข้มข้นสูงหรือกรดอินทรีย์ไม่อิ่มตัว เพื่อทำปฏิกิริยากับหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิวของวัสดุนาโนเพื่อให้เกิดเอสเทอริฟิเคชัน
วิธีการเอสเทอริฟิเคชันนั้นง่าย แต่มีประสิทธิภาพในการปรับเปลี่ยนต่ำ และมักจำเป็นต้องใช้ร่วมกับสารเพิ่มปริมาณ
5. การต่อกิ่งพอลิเมอร์
การต่อกิ่งพอลิเมอร์เกี่ยวข้องกับการต่อกิ่งโมโนเมอร์พอลิเมอร์ลงบนพื้นผิวของวัสดุนาโนก่อน จากนั้นจึงเริ่มปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเพื่อขยายสายโซ่คาร์บอน และสุดท้ายให้พอลิเมอร์เคลือบวัสดุนาโนทั้งหมด
วิธีการต่อกิ่งพอลิเมอร์มีความซับซ้อนในการใช้งาน และผลของการปรับเปลี่ยนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ทำให้ยากต่อการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย
6. การดัดแปลงสารเพิ่มปริมาณ
สารเพิ่มปริมาณประกอบด้วยธาตุซิลิคอนหรือโลหะ โดยมีหมู่ที่แตกต่างกันสองหมู่อยู่แต่ละด้าน ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับเมทริกซ์อนินทรีย์และอินทรีย์ได้ ส่วนประกอบทั้งสามนี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้เกิดการดัดแปลงทางเคมีของวัสดุนาโน นาโนซิงค์ออกไซด์ถูกดัดแปลงด้วยสารจับคู่ไซเลน APS นาโนซิงค์ออกไซด์ทั้งที่ผ่านการดัดแปลงและไม่ผ่านการดัดแปลงถูกกระจายตัวในเอทานอลปราศจากน้ำเพื่อเตรียมหมึกพิมพ์สำหรับใช้เป็นวัสดุชั้นขนส่งอิเล็กตรอนในเซลล์แสงอาทิตย์ จากนั้นจึงเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหมึกพิมพ์ทั้งสอง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่านาโนซิงค์ออกไซด์ที่ดัดแปลงนั้นกระจายตัวได้ดีกว่าในเอทานอลปราศจากน้ำและยังคงเกาะกลุ่มกันเป็นเวลา 12 เดือน วัสดุชั้นขนส่งอิเล็กตรอนที่เตรียมด้วยสารนี้มีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นและเป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ความหนาบางกว่า
นาโนซิงค์ออกไซด์ถูกดัดแปลงทางเคมีโดยใช้สารจับคู่ไซเลนที่มีหมู่ฟังก์ชันไกลซิลออกซีและอะมิโน นาโนซิงค์ออกไซด์ทั้งที่ผ่านการดัดแปลงและไม่ผ่านการดัดแปลงถูกผสมลงในสารเคลือบอีพอกซีเพื่อทดสอบความทนทานต่อสภาพอากาศ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสารเคลือบอีพอกซีที่ผสมนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ดัดแปลงด้วยสารจับคู่ไกลซิลออกซีไซเลน มีการเปลี่ยนแปลงมุมสัมผัส สี และหมู่คาร์บอนิลที่น้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญหลังจากเร่งการผุพังเป็นเวลา 450 ชั่วโมง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อการผุพังที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสารเคลือบอีพอกซีที่ผสมนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ไม่ได้ดัดแปลง
วิธีการผสมสารจับคู่เป็นวิธีดัดแปลงที่มีแนวโน้มมากที่สุด เนื่องจากกระบวนการง่าย ให้ผลดีในการดัดแปลง และต้นทุนต่ำ
เมื่อเปรียบเทียบวิธีการดัดแปลงพื้นผิวต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้น และพิจารณาทั้งผลและความยากของการดัดแปลง จะเห็นได้ว่าวิธีการเอสเทอริฟิเคชันและวิธีการใช้สารจับคู่เหมาะสมกว่าสำหรับการดัดแปลงพื้นผิวของวัสดุนาโน
อะลูมินาเผากลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมเซรามิก
อะลูมินาเผา ซึ่งเป็นวัสดุอโลหะอนินทรีย์ที่ผลิตจากอะลูมินาอุตสาหกรรมที่ผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง มีคุณสมบัติโดดเด่นหลายประการ ประการแรก ความแข็งสูงเป็นหนึ่งในคุณสมบัติเด่นของอะลูมินา มีค่าความแข็งโมห์สสูงถึง 9 ซึ่งเป็นรองเพียงเพชรเท่านั้น ทำให้ผลิตภัณฑ์เซรามิกที่ทำจากอะลูมินาเผามีความทนทานต่อการสึกหรอเป็นพิเศษ คงความสวยงามและเสถียรภาพของโครงสร้างตลอดการใช้งานในระยะยาว ประการที่สอง อะลูมินาเผามีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่าหลายพันองศาเซลเซียสโดยไม่เสียรูปหรือเสียหาย ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเซรามิกอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ อะลูมินาเผายังมีความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยมและไม่ไวต่อปฏิกิริยาเคมีกับสารอื่นๆ จึงมั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เสถียรของผลิตภัณฑ์เซรามิก
หน้าที่หลักของอะลูมินาเผาในเคลือบ
ด้วยความบริสุทธิ์สูง ความแข็งสูง และความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยม อะลูมินาเผาจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเคลือบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซรามิกสำหรับใช้ในครัวเรือน เซรามิกสำหรับสถาปัตยกรรม และเซรามิกชนิดพิเศษ ในทางปฏิบัติ อะลูมินาเผาไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอของพื้นผิวเคลือบอย่างมีนัยสำคัญ ลดรอยขีดข่วนและการสึกหรอระหว่างการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์เซรามิก นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความเสถียรทางเคมีของเคลือบ ลดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และเพิ่มความทนทานต่อคราบสกปรก นอกจากนี้ การเติมอะลูมินาเผาในปริมาณที่เหมาะสมยังช่วยปรับอุณหภูมิการหลอมเหลวและความหนืดของเคลือบ ปรับปรุงความลื่นไหลของเคลือบ หลีกเลี่ยงข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รูพรุนและการหดตัวของเคลือบ ส่งผลให้พื้นผิวเคลือบเรียบเนียนและสม่ำเสมอยิ่งขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น คุณสมบัติทางแสงอันเป็นเอกลักษณ์ของอะลูมินายังช่วยควบคุมความเงาของเคลือบ เพิ่มเนื้อสัมผัสที่ละเอียดอ่อนให้กับเคลือบด้าน และเพิ่มความสม่ำเสมอของความเงาของเคลือบมัน เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการออกแบบของผลิตภัณฑ์เซรามิกต่างๆ
ในการใช้งานกับเม็ดสี อะลูมินาที่ผ่านการเผาสามารถทำหน้าที่เป็นตัวพาที่เสถียรสำหรับเม็ดสีโลหะออกไซด์ (เช่น เหล็กออกไซด์และโคบอลต์ออกไซด์) ยับยั้งการระเหยหรือการแพร่กระจายของเม็ดสีที่อุณหภูมิสูง และป้องกันไม่ให้เคลือบเกิดการบานและซีดจาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเคลือบอุณหภูมิสูง อะลูมินาสามารถรักษาความเข้มข้นของสีและความสม่ำเสมอของโทนสี ช่วยให้ได้เอฟเฟกต์การตกแต่งเซรามิกที่เข้มข้นและยาวนาน อะลูมินาเป็นปัจจัยสำคัญในการส่งเสริมการพัฒนาเคลือบสีเซรามิกให้มีประสิทธิภาพสูงและมีเสถียรภาพสูง
กลไกการทำงานของออกไซด์ของธาตุหายากในวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม
คุณสมบัติของธาตุกำหนดสมรรถนะของธาตุนั้นๆ และธาตุหายากก็ไม่มีข้อยกเว้น สมรรถนะของธาตุเหล่านี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติของธาตุนั้นๆ ปัจจัยหลักที่กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของธาตุ (เช่น ความแข็ง โครงสร้างผลึก และจุดหลอมเหลว) คือรัศมีอะตอมและรัศมีไอออนิก โลหะหายากมีจุดหลอมเหลวสูงซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น แม้ว่าแนวโน้มนี้จะไม่คงที่มากนัก โดยทั่วไปธาตุหายากจะสูญเสียอิเล็กตรอนวงโคจร s และ d ด้านนอก ทำให้เกิดสถานะวาเลนซ์ +3 จึงเกิดเป็นออกไซด์ของธาตุหายาก สถานะวาเลนซ์ +3 นี้เป็นสถานะออกซิเดชันเฉพาะของธาตุหายาก ออกไซด์ของธาตุหายากมีจุดหลอมเหลวสูงกว่า 2000°C และไม่ระเหยง่าย เป็นสารกึ่งตัวนำตัวนำผสมที่มีทั้งสภาพนำไฟฟ้าและสภาพนำไฟฟ้า สภาพนำไฟฟ้าหมายถึงการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนและโฮล ในขณะที่สภาพนำไฟฟ้าหมายถึงการเคลื่อนที่ของไอออนออกซิเจนภายในช่องว่างของออกซิเจน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือการนำไฟฟ้าของไอออนออกซิเจน
นอกจากการใช้ธาตุหายากโดยตรงเป็นส่วนประกอบเมทริกซ์หรือศูนย์กลางการทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติเชิงแสงและแม่เหล็กของอิเล็กตรอน 4f แล้ว คุณสมบัติทางเคมีของธาตุหายาก เช่น ปฏิกิริยาเคมีและรัศมีไอออนิกขนาดใหญ่ ยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์เพื่อปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุได้อีกด้วย เซรามิกส์เซมิคอนดักเตอร์ฟังก์ชันที่เจือด้วยธาตุหายากเป็นตัวอย่างที่สำคัญ การเติมออกไซด์ของธาตุหายากลงในวัสดุทนไฟไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มและปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวโดยธรรมชาติของวัสดุเท่านั้น แต่ยังช่วยลดอุณหภูมิในการเผาผนึกและต้นทุนการผลิตอีกด้วย
เนื่องจากความปลอดสารพิษ ประสิทธิภาพสูง และคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ สารประกอบธาตุหายากจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การใช้งานเบื้องต้นในโลหะวิทยา วิศวกรรมเคมี และเซรามิกส์ ไปจนถึงการใช้งานขั้นสูงในวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง เช่น การกักเก็บไฮโดรเจนและการเรืองแสง งานวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ออกไซด์ของธาตุหายากในวัสดุเซรามิกส์ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเติมแร่ธาตุหายาก (Rare Earth Oxide) ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุเซรามิกอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพและประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย นอกจากนี้ แร่ธาตุหายากในฐานะฟลักซ์ยังสามารถส่งเสริมการเผาผนึก ปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของเซรามิก และช่วยการเจือปนและการดัดแปลง
แร่ธาตุหายากในฐานะสารเติมแต่ง ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุทนไฟ แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ที่โดดเด่นและสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพและมอบฟังก์ชันใหม่ๆ การเติมแร่ธาตุหายากในปริมาณเล็กน้อยจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม ซึ่งช่วยเพิ่มความหนาแน่นและความต้านทานการกัดกร่อน
แร่ธาตุหายากถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม เพื่อปรับปรุงความสามารถในการเผาผนึก ความแน่น โครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบเฟสผลึก ความแข็งแรงดัดที่อุณหภูมิห้อง และความเหนียวแตกหัก ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางการตลาดสำหรับวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม มีกลไกหลักสามประการในการเติมแร่ธาตุหายากลงในวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม (1) สารเติมแต่งในรูปฟลักซ์สามารถส่งเสริมการเผาผนึก อุณหภูมิการเผาผนึกของวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียมโดยทั่วไปจะสูง และมีปัจจัยหลายอย่างที่ไม่เอื้อต่อการเพิ่มความหนาแน่นระหว่างกระบวนการเผาผนึก การเติมออกไซด์ของแรร์เอิร์ธสามารถแก้ปัญหานี้ได้ เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของออกไซด์ของแรร์เอิร์ธ การเติมออกไซด์ของแรร์เอิร์ธลงในวัสดุทนไฟสามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของวัสดุ ส่งเสริมการเผาผนึกของวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม (2) ออกไซด์ของแรร์เอิร์ธสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของวัสดุทนไฟแมกนีเซียม-แคลเซียม การเติมออกไซด์ของแรร์เอิร์ธสามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคภายในของวัสดุทนไฟ ซึ่งจะช่วยลดอัตราการเคลื่อนที่ของขอบเกรน ยับยั้งการเจริญเติบโตของเกรน และเอื้อต่อการเกิดโครงสร้างที่หนาแน่น (3) การดัดแปลงออกไซด์ของแรร์เอิร์ธด้วยการโด๊ป การเจือปนออกไซด์ของธาตุหายากในกระบวนการเตรียมวัสดุทนไฟจะทำให้รูปร่างผลึกของตัวอย่างเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้ปริมาตรเปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถปรับปรุงความต้านทานการดัดงอและความเหนียวได้อย่างมาก งานวิจัยเกี่ยวกับการเติมสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติของวัสดุในกระบวนการเตรียมวัสดุทนไฟได้รับความสนใจจากผู้คนมาโดยตลอด งานวิจัยปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่ปัญหาที่ว่าวัตถุดิบทรายแมกนีเซียมแคลเซียมนั้นเผายากและเติมน้ำได้ง่าย สารเติมแต่งหลักๆ ได้แก่ ZrO2, Fe2O3, Al2O3, ออกไซด์ของธาตุหายาก เป็นต้น
การประยุกต์ใช้แบเรียมซัลเฟตใน 10 อุตสาหกรรม
แบเรียมซัลเฟตเป็นคำที่ไม่คุ้นเคยสำหรับคนส่วนใหญ่ และแม้แต่ผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับสารเคมีก็อาจมองว่าเป็นสารเคมีอันตราย อย่างไรก็ตาม แบเรียมซัลเฟตมีอยู่ทั่วไปในชีวิตประจำวันของเรา มักปรากฏอยู่ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่ในบ้าน เครื่องปรับอากาศ ชิ้นส่วนรถยนต์พลาสติก ถุงใส่ของในซูเปอร์มาร์เก็ต สี สารเคลือบผิว และกระจก ล้วนมีแบเรียมซัลเฟตเป็นส่วนประกอบ
การประยุกต์ใช้แบเรียมซัลเฟตใน 10 อุตสาหกรรมหลัก
1. อุตสาหกรรมปิโตรเลียม: ผงแบเรียมขนาด 200 เมช และ 325 เมช สำหรับใช้เป็นสารเติมแต่งโคลนขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ
2. อุตสาหกรรมเคมี: โรงงานเกลือแบเรียมใช้แบเรียมเป็นวัตถุดิบในการผลิตลิโทโพน แบเรียมซัลเฟตตกตะกอน และแบเรียมคาร์บอเนต
3. อุตสาหกรรมสีและสารเคลือบ: แบริต์สามารถใช้เป็นสารตัวเติมในสีและสารเคลือบ ทดแทนวัตถุดิบที่มีราคาแพงกว่า เช่น แบเรียมซัลเฟตตกตะกอน ลิโทโพน ไทเทเนียมไดออกไซด์ และซิลิกากัมมันต์ เหมาะสำหรับการควบคุมความหนืดของสีและให้สีที่สดใสและคงตัว
4. อุตสาหกรรมพลาสติก: แบริต์สามารถใช้เป็นสารตัวเติมในวัตถุดิบพลาสติก ABS เพิ่มความเงางาม พร้อมเพิ่มความแข็งแรง ความแข็ง และความทนทานต่อการสึกหรอ
5. อุตสาหกรรมยาง: ผงแบริต์ที่มีขนาดตาข่ายน้อยกว่า 500 สามารถใช้เป็นสารตัวเติมในผลิตภัณฑ์ยางได้อย่างแพร่หลาย ช่วยลดต้นทุน พร้อมทั้งเพิ่มความแข็ง ความต้านทานต่อกรดและด่าง และความต้านทานต่อน้ำ นอกจากนี้ยังช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ได้อย่างดีเยี่ยม
6. อุตสาหกรรมกระดาษ: ผงแบริต์ละเอียดสูงสามารถใช้เป็นสารตัวเติมและสารเคลือบในไวท์บอร์ดและกระดาษเคลือบ เพื่อเพิ่มความขาวและการปกปิดพื้นผิว ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์: 325 mesh, 400 mesh, 600 mesh, 800 mesh, 1250 mesh, 1500 mesh, 2000 mesh, 2500 mesh, 3000 mesh, 4000 mesh, 5000 mesh, 6000 mesh
7. อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์
การเติมแร่ผสมแบริต์และฟลูออไรต์ลงในการผลิตปูนซีเมนต์สามารถเพิ่มความขาวและความแข็งแรงของปูนซีเมนต์ได้ สามารถใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์แบเรียม ปูนแบริต์ และคอนกรีตแบริต์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในอาคารที่ต้องการการป้องกันรังสีเอกซ์
8. อุตสาหกรรมกระจก
สามารถใช้เป็นสารดีออกซิไดเซอร์ สารตกตะกอน และฟลักซ์ เพื่อเพิ่มความเสถียรทางแสง ความเงา และความแข็งแรงของกระจก
9. อุตสาหกรรมก่อสร้าง
สามารถใช้เป็นวัสดุผสมคอนกรีต วัสดุปูพื้น เสริมความแข็งแรงท่อฝังดินในพื้นที่แอ่งน้ำ และใช้ทดแทนแผ่นตะกั่วในวัสดุป้องกันที่โรงงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และห้องปฏิบัติการเอกซเรย์ ช่วยยืดอายุการใช้งานของพื้นผิวถนน
10. อุตสาหกรรมเซรามิก
ผงแบริต์ยังสามารถใช้เป็นวัสดุตัวเติมคุณภาพสูงในอุตสาหกรรมเซรามิกและอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้อีกด้วย ปัจจุบันการใช้แบเรียมซัลเฟตในอุตสาหกรรมเซรามิกกำลังลดลง ขณะที่การใช้ผงวอลลาสโตไนต์กำลังเพิ่มขึ้น
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมทั้ง 10 ที่กล่าวมาข้างต้นล้วนมีความสำคัญและจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของประชาชน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญและการประยุกต์ใช้แบเรียมซัลเฟต ซึ่งเป็นผงแร่อนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะอย่างกว้างขวาง