टैल्क पाउडर के सतही परिवर्तन को समझना
टैल्क पाउडर के सतही परिवर्तन को समझना
टैल्क एक हाइड्रेटेड सिलिकेट है जिसका सूत्र 3MgO·4SiO2·H2O है। इसका क्रिस्टल आकार परत, पत्ती, सुई और ब्लॉक हो सकता है।
शुद्ध टैल्क की संरचना में सिलिका की दो परतों के बीच ब्रुसाइट (मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड, एम जी ओ·H2O) की एक परत होती है, जो एक दूसरे पर आरोपित होती हैं, और आसन्न टैल्क परतें कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा संयोजित होती हैं। जब इस पर कतरनी क्रिया लागू होती है, तो परतों के बीच फिसलना आसान होता है।
टैल्क अधिकांश रासायनिक एजेंटों के प्रति निष्क्रिय है, एसिड के संपर्क में आने पर विघटित नहीं होता है, बिजली का एक खराब कंडक्टर है, इसमें कम तापीय चालकता और उच्च ताप आघात प्रतिरोध है, और 900 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर गर्म करने पर भी विघटित नहीं होता है। टैल्क के ये उत्कृष्ट गुण इसे एक अच्छा भराव बनाते हैं, जिसका व्यापक रूप से प्लास्टिक और कोटिंग्स के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, लेकिन टैल्क पाउडर की हाइड्रोफिलिक सतह कुछ हाइड्रोफोबिक क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग को सीमित कर देती है, ताकि इसके प्रदर्शन को और बेहतर बनाया जा सके और इसके अनुप्रयोग को व्यापक बनाया जा सके, सतह संशोधन किया जाना चाहिए।
टैल्क पाउडर के लिए सामान्यतः प्रयुक्त सतह संशोधक
टैल्क पाउडर को पॉलिमर्स के साथ बेहतर ढंग से संयोजित करने के लिए, संशोधन के लिए दो मुख्य श्रेणियों के संशोधक उपयोग में लाए जाते हैं:
युग्मन एजेंट:मुख्य रूप से टाइटेनेट्स, एलुमिनेट्स, सिलेन और स्टीयरेट्स, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला टाइटेनेट्स है, जिसकी आणविक संरचना R´-O-ती- (ऑक्सरी) n है, जहाँ R´O- भराव की सतह की रासायनिक संरचना पर कार्य कर सकता है, और R एक वसायुक्त या सुगंधित संरचना वाला एक लंबी श्रृंखला वाला टेंगल समूह है, जो बहुलक और भराव के बीच संगतता में सुधार कर सकता है। Y एक सक्रिय प्रतिक्रियाशील समूह है, जिसका उपयोग बहुलक-भरे सिस्टम में क्रॉसलिंकिंग या बॉन्डिंग के लिए किया जा सकता है। संक्षेप में, युग्मन एजेंट का एक समूह तालक पाउडर की सतह के साथ बंधन के लिए प्रतिक्रिया करता है, और दूसरा समूह बहुलक के साथ बंधन के लिए बहुलक के बहुलकीकरण प्रतिक्रिया में भाग लेता है, ताकि युग्मन एजेंट दोनों को बांधने के लिए एक पुल के रूप में कार्य करता है।
पृष्ठसक्रियक (सर्फेक्टेन्ट्स):मुख्य रूप से सोडियम डोडेसिल बेंजीन सल्फोनेट, सोडियम डोडेसिल सल्फोनेट, डोडेसिल ट्राइमेथिल अमोनियम ब्रोमाइड, डोडेसिल ट्राइमेथिल क्लोराइड, सोडियम एल्केनिल सल्फोनेट, आदि, जो बहुलक और भराव के बीच संगतता में सुधार करता है और युग्मन एजेंट समान है, लेकिन भराव सतह के साथ बंधन का तंत्र युग्मन एजेंट से अलग है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, अकार्बनिक कणों की सतह आवेशित होती है, और कणों के आवेशित गुणों के अनुसार, अकार्बनिक कणों के सतह आवेशित गुण भी घोल के पीएच मान के साथ भिन्न होते हैं। जब घोल का पीएच मान अकार्बनिक कणों के जीटा आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु से अधिक होता है, तो कणों की सतह ऋणात्मक रूप से आवेशित होती है, और कण धनायनिक सर्फेक्टेंट को सोख सकते हैं आयनों की सतह पर सर्फेक्टेंट का कार्य आयन एक्सचेंज, आयन युग्मों के निर्माण और हाइड्रोफोबिक बॉन्ड के निर्माण द्वारा पूरा किया जाता है। हालाँकि, पॉलिमर में सर्फेक्टेंट का सोखना बहुत अच्छा नहीं है, आम तौर पर सोखना मोनोमर और फिर माइक्रोकैप्सूल कोटिंग बनाने के लिए पोलीमराइजेशन द्वारा।
तालक सतह संशोधन विधि
देश और विदेश में संशोधन विधियों को मोटे तौर पर 6 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
सतह कोटिंग संशोधन:कण की सतह को नए गुण प्रदान करने के लिए कण की सतह पर सर्फेक्टेंट की कोटिंग करना, आज एक अधिक सामान्य विधि है।
यांत्रिक-रासायनिक विधि:एक संशोधन विधि जो पीसने, घर्षण आदि द्वारा कणों की सतही गतिविधि को बढ़ाती है। यह विधि अपेक्षाकृत बड़े कणों को कुचलने, घर्षण आदि तरीकों से छोटा करना है, इस प्रक्रिया में कणों की सतही गतिविधि बड़ी हो जाती है, यानी सतह सोखने की क्षमता बढ़ जाती है, और अन्य पदार्थों को सोखना आसान हो जाता है, जिससे प्रक्रिया सरल हो जाती है, लागत कम हो जाती है, और उत्पाद की गुणवत्ता को नियंत्रित करना आसान हो जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ पुराने टैल्क पाउडर को उसकी सतही गतिविधि बढ़ाने के लिए छोटे कणों की विधि द्वारा बढ़ाया जाता है, और फिर ऐक्रेलिक संशोधित पीपी सामग्री या पीपी और पीई मिश्रण के साथ मिलाया जाता है, सुदृढीकरण सामग्री का उपयोग आम तौर पर ऑटोमोबाइल बंपर, इंजन पार्ट्स, एयर कंडीशनिंग पार्ट्स, इंस्ट्रूमेंट पैनल और अन्य औद्योगिक सामानों में किया जाता है, जिनमें से टैल्क पाउडर का आमतौर पर सतही उपचार नहीं किया जाता है। चीन में, 16.5μm के कण आकार वाले टैल्क को सरगर्मी मिल में कुचल दिया जाता है और संशोधन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सिलेन युग्मन एजेंट के साथ लेपित किया जाता है।
बाहरी फिल्म परत का संशोधन:कण की सतह पर बहुलक की एक परत को समान रूप से लेप करने की विधि, जिससे कण के सतही गुण बदल जाते हैं। टैल्क पाउडर के लिए, इसे पहले चूर्णित और सक्रिय किया जा सकता है, फिर कुछ शर्तों के तहत सर्फेक्टेंट को सोख लिया जाता है, और फिर सर्फेक्टेंट द्वारा मोनोमर को सोख लिया जाता है, और अंत में सतह कोटिंग प्रभाव प्राप्त करने के लिए मोनोमर को पॉलीमराइज़ किया जाता है।
स्थानीय सक्रिय संशोधन:सतह संशोधन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए कणों की सतह पर विभिन्न कार्यात्मक समूहों को प्रत्यारोपित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग।
उच्च ऊर्जा सतह संशोधन:कणों की सतह को संशोधित करने के लिए उच्च ऊर्जा निर्वहन, पराबैंगनी, प्लाज्मा किरणों का उपयोग। यह विधि उच्च ऊर्जा निर्वहन, पराबैंगनी किरण, प्लाज्मा किरण, आदि द्वारा उत्पन्न विशाल ऊर्जा का उपयोग करके कणों की सतह को संशोधित करना है, ताकि सतह सक्रिय हो। कणों और पॉलिमर की संगतता में सुधार करें।
अवक्षेपण अभिक्रिया द्वारा संशोधन:अवक्षेपण अभिक्रिया द्वारा संशोधन। यह विधि कण सतह को कोट करने के लिए अवक्षेपण प्रभाव का उपयोग करना है, ताकि संशोधन के प्रभाव को प्राप्त किया जा सके।
