El polvo de carburo de silicio ultrafino es un excelente material inorgánico con excelentes características como alta inercia química, alta dureza y alto punto de fusión, lo que lo hace ampliamente utilizado en la industria manufacturera. Sin embargo, debido a su baja actividad superficial, es difícil lograr su excelente rendimiento en ciertos escenarios de aplicaciones industriales. Por lo tanto, el estudio de los métodos de modificación de la superficie del polvo de carburo de silicio ultrafino es de gran importancia.

Este artículo presentará dos métodos de modificación de superficies para polvo de carburo de silicio ultrafino y probará y caracterizará el polvo modificado.

En primer lugar, se introduce el método de modificación mediante polielectrolito. Este método utiliza polielectrolito catiónico cloruro de polidimetilamonio (PDADMAC) o polielectrolito aniónico poliestireno sulfonato de sodio (PSS) para modificar el polvo de carburo de silicio ultrafino. El proceso específico implica agitar PDADMAC o PSS con polvo de SiC en agua desionizada durante 6 horas, luego centrifugar a 3500 rpm durante 10 minutos y secar el polvo centrifugado a 90 ℃ durante 12 horas para obtener polvo de SiC modificado con polielectrolito. Este método puede formar una capa de polielectrolito en la superficie del polvo de carburo de silicio ultrafino, aumentar la actividad superficial y mejorar su estabilidad y dispersabilidad.

En segundo lugar, se presenta el método de utilizar tensioactivos para la modificación. Este método utiliza un tensioactivo no iónico de polioxietileno éter de octadecilamina (AC1830) y un polielectrolito aniónico de poliestireno sulfonato de sodio (PSS) para modificar conjuntamente el carburo de silicio. El método de operación específico consiste en utilizar un agitador magnético para mezclar 50 g de polvo de carburo de silicio original con 50 ml de agua desionizada; Revuelva la mezcla durante 0 a 6 horas; Añadir 0,1-1,5% en peso de AC1830 (basado en la masa de polvo de SiC) y agitar la suspensión durante 0-6 horas; Para minimizar los efectos negativos causados ​​por el exceso de modificadores, centrifugar la suspensión a 3500 rpm durante 5 minutos, eliminar el sobrenadante, dispersar el precipitado nuevamente en 50 ml de agua desionizada y luego centrifugar nuevamente; Secar el precipitado en estufa a 90 ℃ durante 12 horas, molerlo para obtener polvo de SiC modificado con AC1830; Repita la operación anterior usando PSS; Finalmente, el polvo de carburo de silicio modificado se dispersa uniformemente en agua desionizada para obtener una suspensión de carburo de silicio modificado. Este método puede formar una capa molecular de tensioactivo, mejorar las propiedades superficiales del polvo de carburo de silicio ultrafino y mejorar su estabilidad, dispersabilidad y usabilidad.

Al probar y caracterizar el polvo de carburo de silicio ultrafino modificado, se utilizaron principalmente SEM, XRD, distribución del tamaño de partículas, viscosidad de la suspensión, contenido de sólidos, potencial Zeta y otros métodos. Entre ellos, los resultados de la observación SEM muestran que la superficie del polvo de carburo de silicio modificado es más suave y las partículas más uniformes. Los resultados de la prueba XRD mostraron que el rendimiento de cristalización del polvo de carburo de silicio modificado no cambió. Los resultados de la distribución del tamaño de partículas muestran que el polvo de carburo de silicio modificado tiene una distribución de partículas más uniforme y un tamaño de partículas más estable. Los resultados de las pruebas de viscosidad de la suspensión, contenido de sólidos, potencial Zeta y otros indicadores también muestran que el polvo de carburo de silicio modificado tiene mejor dispersabilidad y estabilidad.

Efecto de modificación: (1) PDADMAC se adsorbe en la superficie de partículas de SiC mediante interacción de atracción electrostática. Debido a la alta afinidad de la adsorción entre los dos, la configuración de adsorción de PDADMAC en la superficie de SiC es plana, y la cantidad de adsorción, la configuración de adsorción y el efecto de modificación no cambian con el cambio de peso molecular. El valor de pH modificado es 11, la cantidad agregada es 0,24% en peso, la temperatura es 90 ℃ y el tiempo de modificación es 6 horas. Debido a que la adsorción de PDADMAC hace que la carga en la superficie del SiC se invierta, el polvo de SiC modificado se disuelve en un medio acuoso para ajustar el valor del pH a 3, y el polvo de SiC modificado se dispersa uniformemente en un medio acuoso a través del mecanismo de estabilización estérica electrostática. y se prepara un 50% en volumen de suspensión de SiC con una viscosidad de 0,138 Pa. s bajo contenido de fase sólida. (2) El poliestireno sulfonato de sodio (PSS) se adsorbe en la superficie de las partículas de SiC mediante enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals. Debido a la interacción electrostática repulsiva entre los dos, la configuración de adsorción del PSS en la superficie de SiC es circular y tiene forma de cola, y a medida que aumenta el peso molecular del PSS, su configuración circular en la superficie de las partículas de SiC se expande y la capacidad de adsorción aumenta. y el efecto de modificación mejora. Usando PSS con un peso molecular de Mw=1000000, el valor del pH no se ajusta durante el proceso de modificación. La cantidad agregada es 0,3% en peso, la temperatura es 90 ℃ y el tiempo de modificación es 6 horas. El polvo de SiC modificado se disolvió en el medio acuoso y el valor del pH se ajustó a 11. El polvo de SiC modificado se dispersó uniformemente en el medio acuoso a través del mecanismo de estabilización estérica electrostática. Se obtuvo una suspensión de SiC con un alto contenido de sólidos (45% en volumen), correspondiente a una viscosidad de la suspensión de 0,098 Pa. s. (3) Se utilizaron tensioactivos no iónicos octadecilamina polioxietileno éter (AC1830) y polielectrolito sulfonato de poliestireno sódico (PSS) aniónico como modificadores para modificar el polvo de carburo de silicio. La adsorción de AC1830 no se ve afectada por las cargas superficiales, puede proteger algunas cargas y puede servir como sitio de adsorción para PSS, promoviendo la adsorción de PSS en la superficie de SiC. Se preparó una viscosidad de 0,039Pa. s y un contenido sólido de 50% en volumen de suspensión de SiC adecuada para moldeo por inyección. El método del potencial Zeta indica que el punto isoeléctrico (IEP) del polvo de SiC modificado mediante este método se desplaza significativamente hacia la izquierda. El experimento de asentamiento muestra que la estabilidad de la dispersión mejora significativamente. La medición del ángulo de contacto muestra que el modificador se adsorbe con éxito en la superficie del polvo y proporciona grupos hidrófilos, mejorando así la humectabilidad del polvo. Los resultados de la prueba de adsorción indican que los modelos de adsorción isotérmica y cinética de PSS en polvo de SiC y polvo de SiC modificado AC1830 se ajustan al modelo de Langmuir y al modelo de pseudo segundo orden (PSO).La adsorción de AC1830 en la superficie de SiC mejoró la capacidad de adsorción del PSS.

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