Tratamiento de superficie
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Tratamiento de superficie
El tratamiento de superficie es un proceso de refinamiento adicional para modificar los rellenos minerales para un mejor rendimiento. Las moléculas orgánicas se adhieren a la superficie de las partículas para cambiar sus propiedades superficiales. Para los hidratos de metales y otros rellenos polares, el tratamiento superficial se realiza para cambiar la superficie del relleno de un comportamiento hidrófilo a un comportamiento más hidrófobo, haciéndolo más compatible con matrices poliméricas no polares. La hidrofobicidad y una menor absorción de humedad se logra uniendo moléculas orgánicas que tienen una cola hidrófoba. Las moléculas orgánicas pueden unirse mediante una reacción química, como en el caso de los silanos, o mediante una combinación de enlaces químicos y puentes de hidrógeno. Los ácidos grasos, como el ácido esteárico, pertenecen al último grupo de moléculas. Muy a menudo, los agentes de tratamiento de superficies poseen un segundo grupo funcional que se supone que reacciona con la matriz polimérica cuando se mezcla. Los silanos bifuncionales son los productos más importantes utilizados para este propósito y los grupos vinilo, amino y glicidilo son de relevancia comercial. Los silanos bifuncionales también se conocen como "agentes de acoplamiento" debido a su capacidad para acoplar químicamente el relleno al polímero matriz. Los agentes de acoplamiento son de silano. Todos los silanos reaccionan con grupos hidroxilo en la superficie de la carga a través de sus grupos silanol. Los propios grupos silanol se forman durante el proceso de recubrimiento mediante la hidrólisis de silano-alcoholatos (metoxi o etoxi) iniciada por la humedad de la superficie de relleno. En competencia con la unión superficial, los grupos silanol también pueden autocondensarse, lo que debe evitarse para garantizar un uso eficaz del silano. En casos raros, el tratamiento de la superficie de los rellenos se puede realizar durante el triturado o la precipitación. Un proceso de revestimiento integrado de este tipo está restringido a ácidos grasos o sales de ácidos grasos. Normalmente es un proceso complementario que genera importantes costes adicionales. Hay varias configuraciones de maquinaria disponibles y es posible que existan muchas más operaciones de diseño muy específico sin revelar en los sitios de los fabricantes. El principio básico es probablemente el mismo con todos los procesos: un lecho de polvo fluidizado del relleno se pone en contacto con el agente de revestimiento de superficie. El aditivo orgánico se aplica como tal o se solubiliza en un líquido apropiado. En el caso de las soluciones y cuando la reacción en la superficie del relleno libera compuestos de bajo peso molecular (como los alcoholes en el caso de los silanos), el proceso necesita una ventilación adecuada para eliminar los volátiles. Aplicable principalmente a todas las cargas retardantes de llama que tienen suficiente reactividad, se prefieren los hidróxidos metálicos sintéticos y especialmente los productos precipitados finos. En el caso de los minerales naturales y los productos molidos gruesos que se utilizan en aplicaciones de productos básicos, el costo adicional de un paso de tratamiento de superficie separado muy a menudo no puede justificarse por las mejoras en el rendimiento. Sin embargo, recientemente se ha informado de tratamientos con silano para brucita MDH natural como potenciador del rendimiento en compuestos de alambres y cables. En general, las cargas tratadas en la superficie compiten con la denominada aplicación in situ de silanos o poliolefinas injertadas con anhídrido maleico durante el procesamiento del polímero.