Poudre de SiCest un matériau largement utilisé dans diverses applications telles que les appareils électroniques, les revêtements et les composites. Cependant, son agglomération et sa dispersion insuffisante en milieu aqueux limitent son efficacité. Par conséquent, les techniques de modification de surface sont essentielles pour améliorer les propriétés de la poudre de SiC. Cet article traite de deux méthodes de modification de surface de la poudre ultrafine de SiC : la modification PDADMAC et PSS et la modification du tensioactif AC1830.
Méthode de modification PDADMAC et PSS
La méthode de modification PDADMAC et PSS implique l'utilisation de polyélectrolytes cationiques et anioniques pour modifier la surface de la poudre de SiC. Le processus consiste à agiter la poudre de SiC dans de l'eau désionisée avec du PDADMAC ou du PSS pendant 6 heures, suivi d'une centrifugation à 3 500 tr/min pendant 10 minutes. La poudre de SiC modifiée résultante est séchée à 90 ℃ pendant 12 heures pour obtenir une poudre de SiC modifiée par polyélectrolyte.
Méthode de modification du tensioactif AC1830
La méthode de modification du tensioactif AC1830 implique l’utilisation d’un agent tensioactif non ionique, AC1830, en combinaison avec du PSS pour modifier la surface de la poudre de SiC. Le processus consiste à agiter la poudre de SiC dans de l'eau désionisée pendant 0 à 6 heures avec de l'AC1830 et du PSS à une concentration de 0,1 à 1,5 % en poids (sur la base de la masse de poudre de SiC). La suspension résultante est centrifugée à 3 500 tr/min pendant 5 minutes pour éliminer l'excès de tensioactif. Le précipité est redispersé dans de l'eau déminéralisée et à nouveau centrifugé. La poudre de SiC modifiée est séchée à 90 ℃ pendant 12 heures puis broyée pour obtenir une poudre de SiC modifiée par AC1830 et PSS.
Tests et caractérisation
La poudre de SiC modifiée a été caractérisée à l'aide de diverses techniques telles que la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des rayons X (DRX), la distribution granulométrique, la viscosité de la suspension, la teneur en solides et le potentiel zêta. Les images SEM ont indiqué que la poudre de SiC modifiée avait une distribution granulométrique plus uniforme par rapport à la poudre de SiC non modifiée. L'analyse XRD n'a montré aucun changement significatif dans la structure cristalline de la poudre de SiC modifiée, indiquant que le processus de modification n'a pas affecté la structure cristalline de la poudre de SiC. La viscosité de la suspension augmente avec l'augmentation de la teneur en matières solides et de la concentration en tensioactif. Le potentiel zêta était négatif pour la poudre de SiC modifiée par PDADMAC/PSS et AC1830, indiquant la présence de charges négatives à la surface de la poudre de SiC modifiée.
Effet de modification : (1) Le PDADMAC est adsorbé à la surface des particules de SiC par interaction d'attraction électrostatique. En raison de l'adsorption de haute affinité entre les deux, la configuration d'adsorption du PDADMAC sur la surface du SiC est plate et la quantité d'adsorption, la configuration d'adsorption et l'effet de modification ne changent pas avec le changement de poids moléculaire. La valeur du pH modifié est de 11, la quantité ajoutée est de 0,24 % en poids, la température est de 90 ℃ et le temps de modification est de 6 heures. Étant donné que l'adsorption du PDADMAC inverse la charge à la surface du SiC, la poudre de SiC modifiée est dissoute dans un milieu aqueux pour ajuster la valeur du pH à 3, et la poudre de SiC modifiée est uniformément dispersée dans un milieu aqueux grâce au mécanisme de stabilisation stérique électrostatique. et 50 % en volume sont préparés d'une suspension de SiC ayant une viscosité de 0,138 Pa. s sous teneur en phase solide. (2) Le polystyrène sulfonate de sodium (PSS) est adsorbé à la surface des particules de SiC par liaison hydrogène et forces de Van der Waals. En raison de l'interaction répulsive électrostatique entre les deux, la configuration d'adsorption du PSS à la surface du SiC est circulaire et en forme de queue, et à mesure que le poids moléculaire du PSS augmente, sa configuration circulaire à la surface des particules de SiC s'étend, la capacité d'adsorption augmente. , et l'effet de modification s'améliore. En utilisant du PSS avec un poids moléculaire de Mw = 1 000 000, la valeur du pH n'est pas ajustée pendant le processus de modification. La quantité ajoutée est de 0,3 % en poids, la température est de 90 ℃ et le temps de modification est de 6 heures. La poudre de SiC modifiée a été dissoute dans le milieu aqueux et la valeur du pH a été ajustée à 11. La poudre de SiC modifiée a été uniformément dispersée dans le milieu aqueux grâce au mécanisme de stabilisation stérique électrostatique. Une suspension de SiC avec une teneur élevée en solides (45% en volume) a été obtenue, correspondant à une viscosité de suspension de 0,098 Pa. s. (3) L'éther de polyoxyéthylène d'octadécylamine d'octadécylamine (AC1830) et le polyélectrolyte anionique de polystyrène sulfonate de sodium (PSS) ont été utilisés comme modificateurs pour modifier la poudre de carbure de silicium. L'adsorption de l'AC1830 n'est pas affectée par les charges de surface, peut protéger certaines charges et peut servir de site d'adsorption pour le PSS, favorisant l'adsorption du PSS sur la surface du SiC. Préparé une viscosité de 0,039 Pa. s et une teneur en solides de 50% en volume de suspension SiC adaptée au moulage par injection. La méthode du potentiel Zeta indique que le point isoélectrique (IEP) de la poudre de SiC modifiée par cette méthode est significativement décalé vers la gauche. L'expérience de tassement montre que la stabilité de la dispersion est considérablement améliorée. La mesure de l'angle de contact montre que le modificateur s'adsorbe avec succès sur la surface de la poudre et fournit des groupes hydrophiles, améliorant ainsi la mouillabilité de la poudre. Les résultats des tests d'adsorption indiquent que les modèles d'adsorption isotherme et cinétique du PSS sur la poudre de SiC et de la poudre de SiC modifiée AC1830 sont conformes au modèle de Langmuir et au modèle de pseudo second ordre (PSO). L'adsorption de l'AC1830 sur la surface du SiC a amélioré la capacité d'adsorption du PSS.
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