bubuk SiCmerupakan material yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti perangkat elektronik, pelapis, dan komposit. Namun, aglomerasi dan dispersi yang tidak memadai dalam media air membatasi efisiensinya. Oleh karena itu, teknik modifikasi permukaan sangat penting untuk meningkatkan sifat bubuk SiC. Artikel ini membahas dua metode modifikasi permukaan bubuk SiC ultrafine: modifikasi PDADMAC dan PSS serta modifikasi surfaktan AC1830.
Metode Modifikasi PDADMAC dan PSS
Metode modifikasi PDADMAC dan PSS melibatkan penggunaan polielektrolit kationik dan anionik untuk memodifikasi permukaan bubuk SiC. Prosesnya meliputi pengadukan bubuk SiC dalam air deionisasi dengan PDADMAC atau PSS selama 6 jam, dilanjutkan dengan sentrifugasi pada 3500 rpm selama 10 menit. Serbuk SiC termodifikasi yang dihasilkan dikeringkan pada suhu 90℃ selama 12 jam untuk mendapatkan serbuk SiC termodifikasi polielektrolit.
Metode Modifikasi Surfaktan AC1830
Metode modifikasi surfaktan AC1830 melibatkan penggunaan zat aktif permukaan non-ionik, AC1830, yang dikombinasikan dengan PSS untuk memodifikasi permukaan bubuk SiC. Prosesnya melibatkan pengadukan bubuk SiC dalam air deionisasi selama 0-6 jam dengan AC1830 dan PSS pada konsentrasi 0,1-1,5% berat (berdasarkan massa bubuk SiC). Bubur yang dihasilkan disentrifugasi dengan kecepatan 3500 rpm selama 5 menit untuk menghilangkan kelebihan surfaktan. Endapan disebarkan kembali dalam air deionisasi dan disentrifugasi kembali. Serbuk SiC yang dimodifikasi dikeringkan pada suhu 90℃ selama 12 jam dan kemudian digiling untuk mendapatkan bubuk SiC termodifikasi AC1830 dan PSS.
Pengujian dan Karakterisasi
Serbuk SiC yang dimodifikasi dikarakterisasi menggunakan berbagai teknik seperti pemindaian mikroskop elektron (SEM), difraksi sinar-X (XRD), distribusi ukuran partikel, viskositas bubur, kandungan padat, dan potensial Zeta. Gambar SEM menunjukkan bahwa serbuk SiC yang dimodifikasi mempunyai distribusi ukuran partikel yang lebih seragam dibandingkan dengan serbuk SiC yang tidak dimodifikasi. Analisis XRD menunjukkan tidak adanya perubahan signifikan pada struktur kristal serbuk SiC yang dimodifikasi, hal ini menunjukkan bahwa proses modifikasi tidak mempengaruhi struktur kristal serbuk SiC. Viskositas bubur meningkat dengan meningkatnya kandungan padatan dan konsentrasi surfaktan. Potensi Zeta negatif untuk bubuk SiC yang dimodifikasi PDADMAC/PSS- dan AC1830, menunjukkan adanya muatan negatif pada permukaan bubuk SiC yang dimodifikasi.
Efek modifikasi: (1) PDADMAC teradsorpsi ke permukaan partikel SiC melalui interaksi tarik-menarik elektrostatis. Karena adsorpsi afinitas yang tinggi antara keduanya, konfigurasi adsorpsi PDADMAC pada permukaan SiC datar, dan jumlah adsorpsi, konfigurasi adsorpsi, dan efek modifikasi tidak berubah seiring dengan perubahan berat molekul. Nilai pH yang dimodifikasi adalah 11, jumlah penambahan 0,24% berat, suhu 90 ℃, dan waktu modifikasi 6 jam. Karena adsorpsi PDADMAC membuat muatan pada permukaan SiC terbalik, bubuk SiC yang dimodifikasi dilarutkan dalam media air untuk menyesuaikan nilai pH menjadi 3, dan bubuk SiC yang dimodifikasi didispersikan secara merata dalam media air melalui mekanisme stabilisasi sterik elektrostatik. dan 50 vol.% dibuat bubur SiC dengan viskositas 0,138Pa. s di bawah konten fase padat. (2) Natrium polistiren sulfonat (PSS) teradsorpsi ke permukaan partikel SiC melalui ikatan hidrogen dan gaya van der Waals. Karena interaksi tolak-menolak elektrostatis antara keduanya, konfigurasi adsorpsi PSS pada permukaan SiC berbentuk lingkaran dan berbentuk ekor, dan seiring dengan bertambahnya berat molekul PSS, konfigurasi melingkarnya pada permukaan partikel SiC mengembang, dan kapasitas adsorpsi meningkat. , dan efek modifikasinya meningkat. Menggunakan PSS dengan berat molekul Mw=1000000, nilai pH tidak disesuaikan selama proses modifikasi. Jumlah penambahan 0,3wt%, suhu 90 ℃, dan waktu modifikasi 6 jam. Serbuk SiC yang dimodifikasi dilarutkan dalam media air, dan nilai pH diatur menjadi 11. Serbuk SiC yang dimodifikasi didispersikan secara merata dalam media air melalui mekanisme stabilisasi sterik elektrostatik. Bubur SiC dengan kandungan padatan tinggi (45vol.%) diperoleh, sesuai dengan viskositas bubur 0,098Pa. S. (3) Surfaktan non ionik octadecylamine polyoxyethylene ether (AC1830) dan anionic polyelectrolyte sodium polystyrene sulfonate (PSS) digunakan sebagai pengubah untuk memodifikasi bubuk silikon karbida. Adsorpsi AC1830 tidak dipengaruhi oleh muatan permukaan, dapat melindungi beberapa muatan, dan dapat berfungsi sebagai situs adsorpsi PSS, mendorong adsorpsi PSS pada permukaan SiC. Disiapkan viskositas 0,039Pa. s dan kandungan padat bubur SiC 50vol.% cocok untuk cetakan injeksi. Metode potensial Zeta menunjukkan bahwa titik isoelektrik (IEP) serbuk SiC yang dimodifikasi dengan metode ini bergeser secara signifikan ke kiri. Percobaan penyelesaian menunjukkan bahwa stabilitas dispersi meningkat secara signifikan. Pengukuran sudut kontak menunjukkan bahwa pengubah berhasil menyerap pada permukaan serbuk dan menghasilkan gugus hidrofilik, sehingga meningkatkan keterbasahan serbuk. Hasil uji adsorpsi menunjukkan bahwa model adsorpsi isotermal dan kinetik PSS pada serbuk SiC dan serbuk SiC termodifikasi AC1830 sesuai dengan model Langmuir dan model pseudo second order (PSO). Adsorpsi AC1830 pada permukaan SiC meningkatkan kapasitas adsorpsi PSS.
SAT NANO adalah salah satu pemasok terbaikbubuk silikon karbidadi Cina, kami dapat menawarkan ukuran partikel 50nm, 100nm, 1-3um, jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami di sales03@satnano.com
