Изучение инновационных методов модификации и применения черного талька

Черный тальк, важный неметаллический минерал порошковый материал, широко используется в производстве пластмасс, покрытий, резины и других отраслях промышленности благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. Его поверхность содержит гидрофильные группы и является полярной, в то время как смолы и другие полимеры гидрофобны и неполярны. Это различие в химической структуре приводит к плохой совместимости талька с полимерами. Для улучшения адгезии на границе раздела между тальком и смолами тальковый порошок необходимо подвергнуть соответствующей модификации для достижения равномерного распределения в смоле. Этот процесс необходим для улучшения эксплуатационных характеристик смол и других полимеров, наполненных тальком.

Минеральный состав Черный тальк

При микроскопическом исследовании руда определяется как доломит-тальковая порода серо-черного или черного цвета. После выветривания она становится светло-серой или серовато-белой, скользкой на ощупь. Основные минеральные компоненты – тальк и стеатит, а также следы кварца, углеродистых веществ, кальцита, доломита, а также иногда пирита, халькопирита, гематита и апатита. Тальк составляет 59%-66% тальковой руды, а доломит, основной жильный минерал, – 20%-25%.

Основной минеральный состав черного талька

Название минерала	Содержание
Тальк	59%~66%
Доломит	20%~25%
Кварц	13%~ 15%
Кальцит	1%

Структура руды

Структура руды преимущественно представлена оолитовыми и листоватыми текстурами, а также редкой полосчатой слоистостью, сложенной доломитом и оолитовым тальком. Изображение чёрного талька, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), представлено на рисунке 1.

Физические свойства черного талька

Чёрный тальк — силикатный минерал с мягкой текстурой. Он обладает отличными электроизоляционными свойствами, термостойкостью и устойчивостью к воздействию сильных кислот и щелочей. Он хорошо адсорбирует масла и жиры, обеспечивая хорошую смазывающую способность. После прокаливания белизна высококачественного талька может достигать 95%.

Применение черного талька для модификации поверхности

Пластмассовая промышленность

Черный тальк широко используется в производстве ПП, ПЭ, ПВХ, АБС и нейлона. Он значительно повышает жесткость изделий, размерную стабильность и смазочные свойства, одновременно снижая износ формовочного оборудования. Модифицированный черный тальк улучшает совместимость с полимерами, сохраняя ударную вязкость, одновременно повышая твердость и сопротивление ползучести.

Лакокрасочная промышленность

Ультратонкий чёрный тальк из-за большой площади поверхности требует большего количества смачивающих диспергаторов и плохо диспергируется, что влияет на эксплуатационные характеристики покрытий. Однако после модификации поверхности чёрный тальк улучшает свою дисперсность и совместимость с покрытиями, значительно повышая их эксплуатационные характеристики. Кроме того, чёрный тальк выполняет функции наполнителя и добавки, снижая стоимость и повышая добавленную стоимость покрытий.

Резиновая промышленность

Модифицированный чёрный тальк может заменить часть полуармирующего технического углерода в резине, улучшая механические свойства, такие как прочность на разрыв и относительное удлинение. Поскольку тальк относительно недорогой, он способствует снижению затрат и минимизации загрязнения окружающей среды.

Модификация поверхности Методы использования черного талька

Модификация связующего агента

Для улучшения совместимости неорганических наполнителей с полимерами обычно используют связующие агенты, такие как титанаты, алюминаты и силаны. Эти агенты образуют химические связи с поверхностью талька и участвуют в реакциях полимеризации, усиливая связь между тальком и полимерами.

Модификация поверхностно-активных веществ

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) изменяют зарядовые свойства поверхности неорганических частиц, улучшая совместимость с полимерами. К наиболее распространённым поверхностно-активным веществам, используемым для модификации талька, относятся додецилбензолсульфонат натрия и лаурилсульфат натрия. Эти ПАВ преобразуют гидрофильную поверхность талька в гидрофобную, улучшая её совместимость с полимерами.

Механико-химическая модификация

Этот метод заключается в уменьшении размера частиц путём измельчения или трения, что повышает поверхностную активность. Он упрощает процесс, снижает затраты и улучшает дисперсию и совместимость талька с полимерами.

Модификация покрытия

Покрытие представляет собой равномерное покрытие поверхности чёрного талька полимером, придающим ему новые свойства. Этот процесс включает активацию талька, адсорбцию поверхностно-активных веществ и полимеризацию мономеров для формирования поверхностного покрытия.

Другие методы модификации

Другие методы, включая локальную активацию, высокоэнергетическую модификацию поверхности и модификацию реакцией осаждения, обладают различными преимуществами. Выбор этих методов зависит от конкретных требований.

Направления разработки талькового порошка

На основе прокаленного черного талька могут быть разработаны керамические изделия. Черный тальковый порошок содержит как тальк, так и углерод, которые служат армирующими агентами для резины. Технический углерод является наиболее эффективным армирующим материалом при вулканизации резины. Таким образом, разработка изделий из черной резины на основе талькового порошка, таких как дноуглубительные трубы, конвейерные ленты и шины, является целесообразной. Тальковые блоки, обладающие проводящими и термическими свойствами, могут применяться для электромагнитного экранирования и накопления энергии. Тальк, благодаря высокому содержанию кремния и магния, может быть очищен для извлечения кремния и магния для высокотехнологичных отраслей промышленности. Кроме того, тальк может быть использован в композитных неорганических пигментах и различных отраслях промышленности, таких как производство пластмасс и покрытий.

Эпический порошок

Компания Epic Powder специализируется на поставках передового оборудования для измельчения, специально разработанного для модификации поверхности чёрного талька. Наше современное оборудование, включая шаровые мельницы, струйные мельницы и воздушные сепараторы, обеспечивает точный контроль размера частиц, улучшая дисперсность и совместимость талька с различными сферами применения. Наши индивидуальные решения повышают эксплуатационные характеристики материалов на основе талька, делая их более эффективными и экономичными, будь то производство пластмасс, покрытий или резины. Сочетая передовые технологии измельчения с методами модификации поверхности, Epic Powder помогает оптимизировать тальк для широкого спектра промышленных применений, способствуя инновациям и повышению эффективности ваших производственных процессов.