El sulfato de bario, también conocido como barita, es un compuesto inorgánico incoloro, inodoro y no tóxico, cuya fórmula química es BaSO₄. Es conocido por su alta densidad, alta blancura, buena estabilidad química y resistencia a ácidos y álcalis. Además, es insoluble en agua y en la mayoría de los ácidos. Estas características hacen que el sulfato de bario sea ampliamente utilizado en diversos sectores industriales. El sulfato de bario presenta ventajas únicas, especialmente en la modificación de plásticos y del nailon (PA).
El nailon, un polímero con excelentes propiedades mecánicas, resistencia al desgaste, resistencia química y propiedades autolubricantes, se aplica ampliamente en numerosos sectores industriales. Sin embargo, desventajas como la alta absorción de agua y la baja estabilidad dimensional limitan su campo de aplicación. Por lo tanto, la modificación del nailon para mejorar su rendimiento ha cobrado especial importancia. Como relleno neutro, el sulfato de bario desempeña múltiples funciones en la modificación del nailon, incluyendo el refuerzo, el endurecimiento y la mejora del brillo superficial.
Efecto de refuerzo
Como relleno inorgánico, el sulfato de bario puede mejorar significativamente la rigidez (módulo) y la dureza del nailon. Es adecuado para piezas industriales que requieren alta rigidez, como engranajes y rodamientos.
Los resultados experimentales muestran que aumentar el contenido de nanosulfato de bario mejora tanto el módulo de flexión como el módulo de tracción del nailon. Cabe destacar que, cuando la fracción másica de nanosulfato de bario alcanza un valor óptimo (p. ej., 3%), las propiedades mecánicas del nailon alcanzan su máximo potencial. Este efecto de refuerzo se atribuye principalmente a la rigidez inherente del sulfato de bario y a su buena unión interfacial con la matriz de nailon.
Estabilidad dimensional: El sulfato de bario reduce la contracción y la deformación durante el procesamiento o el uso, mejorando la precisión dimensional.
Temperatura de deformación térmica (HDT): al restringir el movimiento de las cadenas de polímero, mejora la estabilidad térmica y amplía la aplicabilidad del nailon en entornos de alta temperatura, como las piezas de motores de automóviles.
Efecto endurecedor
Además del refuerzo, el sulfato de bario también contribuye al endurecimiento del nailon. Las nanopartículas de sulfato de bario interactúan con la matriz de nailon para formar una capa de transición elástica. Esta capa ayuda a distribuir y absorber la tensión de la interfaz, mitigando así la energía del impacto externo y mejorando la tenacidad del material.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que un contenido excesivo de sulfato de bario puede provocar la aglomeración de partículas, lo que puede reducir el rendimiento.
Brillo mejorado
El sulfato de bario tiene una fuerte capacidad de reflejar la luz en los rangos de longitud de onda ultravioleta e infrarroja, lo que le permite mostrar un alto brillo en las fórmulas de coloración de plásticos.
Al seleccionar sulfato de bario con un tamaño de partícula adecuado para rellenar nailon, se puede mejorar significativamente el brillo superficial del producto procesado. Además, dado que el índice de refracción del sulfato de bario es muy similar al de polímeros como el nailon, ayuda a preservar el brillo y el tono de color de los pigmentos añadidos.
Aplicación práctica
En la práctica, el sulfato de bario se incorpora típicamente al nailon mediante fusión en nanoforma. Este enfoque aprovecha el efecto del tamaño, la alta superficie específica y la fuerte interacción interfacial del sulfato de bario en nanoestructuras. El resultado es un compuesto que combina la rigidez, la estabilidad dimensional y la resistencia térmica del sulfato de bario con la tenacidad, la procesabilidad y las propiedades dieléctricas del nailon, logrando un rendimiento general excepcional.
El sulfato de bario ha demostrado múltiples efectos, como una mejora significativa, el endurecimiento y la mejora del brillo en la modificación del nailon. Mediante un control cuidadoso de su contenido y la distribución del tamaño de partícula, los fabricantes pueden optimizar el rendimiento mecánico del nailon, mejorar la durabilidad y la apariencia del producto, equilibrar el coste y el rendimiento, y adaptar las formulaciones a aplicaciones específicas, ampliando considerablemente sus posibles usos.
Epic Powder Machinery: su experto en molinos de chorro
Maquinaria de pólvora épica Nos especializamos en el diseño y la fabricación de molinos de chorro de alto rendimiento y sistemas de clasificación. Con tecnología avanzada y amplia experiencia en el sector, ofrecemos soluciones fiables para polvo ultrafino con un tamaño de partícula preciso.