A aglomeração é um problema mundial na aplicação e pesquisa de nanopartículas. As nanopartículas de carboneto de silício SIC estão em um estado de instabilidade de energia devido ao seu pequeno tamanho de partícula, grande proporção atômica de superfície, grande área de superfície específica, falta de átomos de coordenação adjacentes na superfície, grande energia de superfície e, portanto, são propensas a condensação e aglomeração durante preparação e transporte, formando partículas secundárias, o que por sua vez afeta o excelente desempenho dos nanopós. Para obter um melhor desempenho do nanopó s de carbeto de silício , ele precisa ser bem disperso .

De acordo com os diferentes métodos de dispersão, pode ser dividido em dispersão física e química. Os métodos de dispersão física incluem dispersão por agitação mecânica, dispersão ultrassônica, dispersão seca e dispersão de tratamento de alta energia. Os métodos químicos incluem método de agente de acoplamento, método de modificação de polimerização de enxerto de superfície, dispersão de dispersante e assim por diante.

1. Dispersão física de pó de carboneto de silício nano

1. 1. Agitação e dispersão mecânica

A agitação mecânica e a dispersão geralmente usam força de cisalhamento externa ou força de impacto para dispersar totalmente o pó nano no meio. Ao mesmo tempo, a dispersão por agitação mecânica também é um método de dispersão obrigatório, e é possível religar e aglomerar após a descarga do dispersor. Para melhorar as deficiências da dispersão de agitação mecânica, os meios de combinação com dispersão química são geralmente usados ​​para dispersão.

1. 2. Dispersão ultrassônica

A dispersão ultrassônica é uma maneira eficaz de reduzir a aglomeração de nanopartículas. A dispersão ultrassônica é colocar diretamente a suspensão de partículas a ser tratada no campo ultrassônico e usar ondas ultrassônicas de alta potência para tratamento de "irradiação". Fortes ondas de choque e microjatos podem enfraquecer bastante a energia de ação nano entre as nanopartículas, efetivamente impedir a aglomeração e torná-las totalmente dispersas. É um método de dispersão com alta resistência e bom efeito. Mas o tempo de vibração ultrassônica não deve ser muito longo.

1. 3. Dispersão seca

No ar úmido, a ponte líquida formada entre o pó micro-nano é o principal motivo da aglomeração dos pós ultrafinos . Ao aquecer e secar para retardar a ponte líquida, a força entre as partículas pode ser reduzida e as partículas podem ser dispersas uniformemente. Com o contínuo surgimento e aplicação de novas tecnologias e novos equipamentos , bem como a atualização contínua e complemento da tecnologia anti-cluster, as tecnologias de secagem existentes incluem evaporação instantânea, secagem por pulverização, secagem a vácuo, secagem com solvente, liofilização, secagem supercrítica e Secagem por micro-ondas, etc. Existem muitos métodos de secagem e dispersão, que são usados ​​principalmente no processo de tratamento de superfície, e há poucos estudos aprofundados no momento.

1. 4. Dispersão de processamento de alta energia

O tratamento e dispersão de alta energia é gerar pontos ativos na superfície das nanopartículas através da ação de partículas de alta energia, aumentar a atividade da superfície, facilitar a reação química ou a ligação a outras substâncias e modificar a superfície das nanopartículas para alcançar o objetivo de fácil dispersão. Partículas de alta energia incluem corona, luz ultravioleta, microondas, raios de plasma , etc.

2. Dispersão química de pó de nano carboneto de silício (SiC)

Embora o método físico possa dispersar melhor o pó, uma vez que a ação mecânica pare, as partículas se aglomerarão umas com as outras, e o método químico para modificar o pó de nano carboneto de silício pode melhorar muito a dispersão do carboneto de silício.

2. 1. Método do agente de acoplamento

Vários agentes de acoplamento de silano são geralmente usados ​​para ligar quimicamente o pó de carboneto de silício com os grupos hidroxila na superfície do pó, alterar as propriedades originais da superfície do pó e evitar que o pó se aglomere na fase líquida. O agente de acoplamento tem uma estrutura anfotérica, alguns dos grupos em sua molécula podem reagir com vários grupos funcionais na superfície da partícula para formar fortes ligações químicas, e outra parte dos grupos pode sofrer alguma reação química ou emaranhamento físico com o polímero orgânico. As partículas tratadas com o agente de acoplamento não só inibem a aglomeração das próprias partículas, como também aumentam a solubilidade das nanopartículas no meio orgânico, para que possam ser melhor dispersas na matriz orgânica, e desempenho abrangente.

2. 2. Método de modificação de polimerização de enxerto de superfície

Existem muitas modificações de polimerização de enxerto iniciadas na superfície. Geralmente, diferentes agentes de acoplamento são usados ​​como camada de base. Sob a ação do iniciador, compostos orgânicos como poliacrilamida e polimetilmetacrilato são enxertados para fazer pó de nano carboneto de silício. As características da superfície são alteradas, não é fácil aglomerar, a afinidade entre a superfície da partícula e as moléculas de água é reduzida e a repulsão entre as partículas sólidas é aumentada até certo ponto, o que desempenha um papel estabilizador.

2. 3. Método dispersante

As condições físicas e químicas necessárias para uma boa dispersão na fase de pó ultrafino são alcançadas principalmente pela adição de um dispersante apropriado, que reforça a repulsão mútua entre as partículas. Seu mecanismo inclui principalmente mecanismo de estabilização eletrostática, estabilização de impedimento estérico e mecanismo de estabilização de espaço elétrico. Os dispersantes incluem principalmente hidróxido de tetrametilamônio, poliacrilamida, ácido poliacrílico, metacrilato de poliamônio, polietilenoglicol, fosfato de sódio, etc.