SiC em póé um material amplamente utilizado em diversas aplicações, como dispositivos eletrônicos, revestimentos e compósitos. Porém, sua aglomeração e dispersão inadequada em meios aquosos limitam sua eficiência. Portanto, técnicas de modificação de superfície são essenciais para melhorar as propriedades do pó de SiC. Este artigo discute dois métodos para a modificação da superfície do pó ultrafino de SiC: modificação PDADMAC e PSS e modificação do surfactante AC1830.
Método de modificação PDADMAC e PSS
O método de modificação PDADMAC e PSS envolve o uso de polieletrólitos catiônicos e aniônicos para modificar a superfície do pó de SiC. O processo envolve agitação do pó de SiC em água deionizada com PDADMAC ou PSS por 6 horas, seguida de centrifugação a 3.500 rpm por 10 minutos. O pó de SiC modificado resultante é seco a 90°C por 12 horas para obter pó de SiC modificado com polieletrólito.
Método de modificação de surfactante AC1830
O método de modificação do surfactante AC1830 envolve o uso de agente tensoativo não iônico, AC1830, em combinação com PSS para modificar a superfície do pó de SiC. O processo envolve a agitação do pó de SiC em água deionizada por 0-6 horas com AC1830 e PSS a uma concentração de 0,1-1,5% em peso (com base na massa de pó de SiC). A pasta resultante é centrifugada a 3500 rpm durante 5 minutos para remover o excesso de surfactante. O precipitado é redisperso em água deionizada e centrifugado novamente. O pó de SiC modificado é seco a 90°C por 12 horas e depois moído para obter pó de SiC modificado com AC1830 e PSS.
Teste e Caracterização
O pó de SiC modificado foi caracterizado usando diversas técnicas, como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (XRD), distribuição de tamanho de partícula, viscosidade da pasta, conteúdo de sólidos e potencial Zeta. As imagens SEM indicaram que o pó de SiC modificado tinha uma distribuição de tamanho de partícula mais uniforme em comparação com o pó de SiC não modificado. A análise de XRD não mostrou nenhuma alteração significativa na estrutura cristalina do pó de SiC modificado, indicando que o processo de modificação não afetou a estrutura cristalina do pó de SiC. A viscosidade da pasta aumentou com o aumento do conteúdo de sólidos e da concentração de surfactante. O potencial Zeta foi negativo tanto para o pó de SiC modificado com PDADMAC / PSS quanto com AC1830, indicando a presença de cargas negativas na superfície do pó de SiC modificado.
Efeito de modificação: (1) PDADMAC é adsorvido na superfície das partículas de SiC através da interação de atração eletrostática. Devido à adsorção de alta afinidade entre os dois, a configuração de adsorção do PDADMAC na superfície do SiC é plana, e a quantidade de adsorção, a configuração de adsorção e o efeito de modificação não mudam com a mudança do peso molecular. O valor de pH modificado é 11, a quantidade de adição é de 0,24% em peso, a temperatura é de 90 ℃ e o tempo de modificação é de 6 horas. Como a adsorção de PDADMAC faz com que a carga na superfície do SiC seja reversa, o pó de SiC modificado é dissolvido em meio de água para ajustar o valor de pH para 3, e o pó de SiC modificado é uniformemente disperso em meio de água através do mecanismo de estabilização estérica eletrostática, e 50% em volume é preparada uma pasta de SiC com uma viscosidade de 0,138Pa. s sob conteúdo de fase sólida. (2) O poliestireno sulfonato de sódio (PSS) é adsorvido na superfície das partículas de SiC através de ligações de hidrogênio e forças de van der Waals. Devido à interação repulsiva eletrostática entre os dois, a configuração de adsorção do PSS na superfície do SiC é circular e em forma de cauda, e à medida que o peso molecular do PSS aumenta, sua configuração circular na superfície das partículas de SiC se expande, a capacidade de adsorção aumenta , e o efeito de modificação melhora. Utilizando PSS com peso molecular de Mw = 1.000.000, o valor do pH não é ajustado durante o processo de modificação. A quantidade de adição é de 0,3% em peso, a temperatura é de 90 ℃ e o tempo de modificação é de 6 horas. O pó de SiC modificado foi dissolvido no meio aquoso e o valor do pH foi ajustado para 11. O pó de SiC modificado foi uniformemente disperso no meio aquoso através do mecanismo de estabilização estérica eletrostática. Foi obtida uma pasta de SiC com alto teor de sólidos (45vol.%), correspondendo a uma viscosidade de pasta de 0,098Pa. S. (3) O surfactante não iônico éter polioxietileno octadecilamina (AC1830) e polieletrólito aniônico poliestireno sulfonato de sódio (PSS) foram usados como modificadores para modificar o pó de carboneto de silício. A adsorção do AC1830 não é afetada por cargas superficiais, pode proteger algumas cargas e pode servir como local de adsorção para PSS, promovendo a adsorção de PSS na superfície do SiC. Preparou uma viscosidade de 0,039Pa. se um conteúdo sólido de 50vol.% de pasta de SiC adequada para moldagem por injeção. O método do potencial Zeta indica que o ponto isoelétrico (IEP) do pó de SiC modificado por este método é significativamente deslocado para a esquerda. A experiência de assentamento mostra que a estabilidade da dispersão é significativamente melhorada. A medição do ângulo de contato mostra que o modificador é adsorvido com sucesso na superfície do pó e fornece grupos hidrofílicos, melhorando assim a molhabilidade do pó. Os resultados do teste de adsorção indicam que os modelos de adsorção isotérmica e cinética de PSS em pó de SiC e pó de SiC modificado AC1830 estão em conformidade com o modelo de Langmuir e o modelo de pseudo segunda ordem (PSO). A adsorção do AC1830 na superfície do SiC melhorou a capacidade de adsorção do PSS.
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