يعد تعديل السطح أمرًا أساسيًا لتحسين مساحيق المعادن غير المعدنية، فهو يعزز خصائصها وتطبيقاتها. المعادن غير المعدنيةمثل التلك والكاولين و كربونات الكالسيومتُستخدم المعادن في العديد من الصناعات. وتشمل هذه الصناعات البلاستيك والدهانات والسيراميك والمستحضرات الصيدلانية. ومع ذلك، غالبًا ما تحتاج خصائصها إلى تحسين لتلبية متطلبات التطبيق. يمكن لتقنيات تعديل السطح تغيير خصائص هذه المساحيق المعدنية بشكل كبير. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين أدائها وتوافقها ووظائفها.
هناك العديد من الطرق لتعديل السطح.
تُسمى الطرق التي يمكنها تغيير سطح مساحيق المعادن غير المعدنية بطرق تعديل السطح. وتشمل هذه الطرق:
- طلاء مادي
- المواد الكيميائية طلاء
- الترسيب غير العضوي
- الطلاءات أو الأفلام
- ميكانيكا الكيمياء
- التداخل الكيميائي.
الآن، الطرق الرئيسية لتعديل سطح مساحيق المعادن غير المعدنية في الصناعة هي:
طلاء كيميائي للسطح
(1) طريقة تعديل الطلاء الكيميائي السطحي: وهي الطريقة الأكثر شيوعًا لتعديل مساحيق المعادن غير المعدنية. وهي طريقة لتعديل أسطح الجسيمات. وهي تستخدم المجموعات الوظيفية في تعديلات السطح العضوية لامتصاص أو التفاعل مع أسطح الجسيمات.
المعدلات السطحية الرئيسية هي:
- عوامل الربط (السيلانات، والتيتانات، والألومينات، وألومينات الزركونيوم، والمجمعات العضوية، والفوسفات، وما إلى ذلك)
- المواد الخافضة للتوتر السطحي هي: الأحماض الدهنية عالية الجودة وأملاحها، وأملاح الأمين عالية الجودة، والمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، والزيوت أو الراتنجات السيليكونية.
- الأوليغومرات العضوية
- الأحماض العضوية غير المشبعة.
يمكن تقسيم عملية التعديل إلى نوعين: الطريقة الجافة والطريقة الرطبة.
تفاعل الترسيب
(2) طريقة تفاعل الترسيب: تستخدم تفاعل كيميائي لتغليف الجسيمات المعدلة بمعدِّل سطحي. وهي طريقة لتعديل سطح المسحوق. وهي تخلق "طلاء غير عضوي/غير عضوي" أو "طلاء مسحوق نانوي/ميكروي غير عضوي". يؤدي طلاء الأسطح المسحوقة بمواد غير عضوية، مثل ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي، وأكسيد الزنك، وكربونات الكالسيوم، إلى تعديلها. يتم ذلك من خلال تفاعلات الترسيب. ويشمل ذلك طلاء مسحوق الميكا بثاني أكسيد التيتانيوم لصنع صبغة ميكا لؤلؤية. ويشمل أيضًا طلاء التيتانيوم بثاني أكسيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم.
ميكانيكية كيميائية
(3) طريقة التعديل الميكانيكي الكيميائي: تستخدم الطحن الدقيق للغاية والقوى القوية الأخرى لتنشيط سطح الجسيمات. وهذا يجعل بنيتها معقدة أو عديمة الشكل. كما أنها تعزز تفاعلها مع المواد العضوية وغيرها من المواد غير العضوية. يمكن للتأثيرات الميكانيكية الكيميائية زيادة النقاط والمجموعات النشطة على سطح الجسيم. وهذا يمكن أن يحسن استخدامها مع المصفوفات العضوية أو تعديلات السطح. تقنية الاندماج الميكانيكي هي طريقة لمعالجة أو تعديل أسطح الجسيمات غير العضوية. وهي تستند إلى مبادئ الميكانيكا الكيميائية. يمكنها إنشاء مركبات سطحية وطلاءات ومشتتات.
الأساليب المركبة
(4) طريقة تعديل التداخل الكيميائي: تعدل هذه الطريقة جزيئات المسحوق الطبقية. وتستخدم هذه الطريقة الروابط الضعيفة بين طبقاتها البلورية، مثل الروابط الجزيئية أو روابط فان دير فالس، أو الكاتيونات القابلة للتبادل. وتغير هذه الطريقة خصائص المسحوق من خلال التفاعلات الكيميائية أو تفاعلات التبادل الأيوني. لذا، يجب أن يكون للمسحوق المستخدم في التداخل بنية بلورية طبقية أو شبه طبقية. ومن الأمثلة على ذلك المونت موريلونيت والكاولين ومعادن السيليكات الطبقية الأخرى والجرافيت. ومعظم عوامل تعديل التداخل عضوية، ولكن بعضها غير عضوي.
عدة معدات لتعديل الطلاء المستمر
يعد تعديل سطح المساحيق المعدنية غير المعدنية أمرًا بالغ الأهمية. فهو يعمل على تحسين أدائها للعديد من الاستخدامات الصناعية. ويعتمد اختيار تقنية التعديل على الخصائص المطلوبة ومتطلبات الاستخدام النهائي. ومع تطور الصناعات، يتعين علينا البحث في تعديل السطح. وسوف يؤدي ذلك إلى إطلاق العنان لإمكانات هذه المواد متعددة الاستخدامات.