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解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用

解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用
解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用

解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用纳米材料具有独特的力学、光、热、电、磁、吸附、气敏等性质,在传统材料中加入纳米粉体将大大改善其性能或带来意想不到的性质。但是在实际应用过程中,由于纳米粒子粒径小,表面活性高,使其易发生团聚而形成尺寸较大的团聚体,严重地阻碍了纳米粉体的应用和相应的纳米材料的制。

纳米粉体团聚现象

目前市场上很多纳米碳酸钙产品表征出来发现既含纳米级颗粒又含微米级颗粒,不能实现真正的纳米标准(1-100nm),主要原因就是粉体团聚现象严重,纳米级颗粒又团聚成了大颗粒。

1、纳米粉体为什么会团聚?

所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接、由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象,一般分为软团聚和硬团聚两种。

纳米粉体的团聚与分散性取决于其形态和表面结构等。而纳米粉体的形态和表面结构又与其内部结构、杂质、表面吸附和化学反应、制备工艺、环境状态等诸因素有关,因而导致了纳米粉体团聚与分散机制的复杂性和多样性。2、如何解决纳米粉体的团聚问题?

解决纳米粉体的团聚问题,需要采用一定的手段将纳米粉体均匀分散开。纳米粉体的分散方法主要有超声波分散、机械力分散和化学法分散。目前应用最为广泛的是化学分散,即表面改性。

表面改性是指通过采用表面添加剂的方法,使粒子表面发生化学反应和物理作用,从而改变粒子表面状态,如表面原子层结构和官能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等。通过表面改性,可提高粉体的分散性、耐久性、耐候性,提高表面活性,从而使粒子表面产生新的物理、化学、光学特性,适用不同的应用要求,拓宽其应用领域,并显著提高材料的附加值。

纳米粉体表面改性的方法很多,主要有包覆处理改性、沉淀反应改性、表面化学改性、机械化学改性、高能处理改性、胶囊化改性、微乳化改性等。

(1)包覆处理改性

包理处理改性也称涂覆和涂层,是利用无机物或有机物,主要表面活性剂,水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等粉体表面进行包覆以达到改性的方法,如包括利用吸附、附着及简单化学反应或沉淀现象进行包膜。

(2)沉淀反应改性

利用化学反应并将其生成物沉淀在被改性粉体的表面,使形成一层或多层“改性层”的方法,以改变纳米粉体材

料的表面特性,使其达到所需的使用要求,这是湿法改性的主要方法。

(3)表面化学改性

这是表面改性最重要、最常用的方法。表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应,从而使表面改性剂覆盖粒子表面,改变纳米粉体颗粒表面结构和状态,达到表面改性的目的。表面化学改性方法除利用表面官能团外,还利用游离基反应,鳌合反应,溶胶吸附和偶联剂。

纳米粒子比表面积大,表面键态,电子态不同于粒子内部,配位不全导致悬挂键大量存在,这就为采用化学反应对纳米粒子表面改性提供了有利条件。

纳米粉体材料的表面化学改性受到诸多因素的影响。主要有:纳米粉体颗粒表面的性质影响;表面改性剂的种类、用量及使用方法的影响;工艺设备及操作条件的影响等。

(4)机械化学改性

机械化学改性是通过超微粉碎及其它强烈机械力作用的过程有目的的对粉体表面进行激活,在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构(表面无定形化)、溶解性能、化学吸附和反应活性(增加表面的活性点或活性从点)等。

(5)高能处理改性

通过电晕、紫外光、等离子体放射线、微波等高能粒子作用,在纳米粒子表面产生活性点,增加表面活性,容易与其它物质发生化学反应或吸附,对纳米粒子表面改性进而达到易分散的目的。

(6)胶囊化改性

胶囊化改性是在粉体颗粒表面上覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法。

(7)微乳化改性

在纳米粒子的制备中,形成两种或两种以上不互溶液体的热力学稳定的,各向同性的、外观透明或半透明的分散体系,微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的液滴所构成的微乳液。粒子表面包覆一层表面活性剂分子,使粒子间不易聚结,通过选择不同的表面活性剂、助表面活性剂可对粒子进行修饰,并控制颗粒的大小。

从目前纳米材料发展来看,纳米粉体的团聚问题严重地限制了纳米材料的应用,纳米粉体的分散及表面改性技术是纳米材料发展过程中“重中之重”的技术。只有处理好这些问题,纳米粉体材料才能发挥巨大的功能。纳米粉体颗粒的均匀分散是各种材料改性后性能能否得到提高的关键,采用各种纳米粉体表面改性技术,可以使纳米粉体的表面和基体具有兼容性。

纳米二氧化硅表面改性研究

文章编号:1003 1545(2011)02 0018 04 纳米二氧化硅表面改性研究 李金玲,王宝辉,李 莉,张钢强,盖翠萍,杨雪凤,邵丽英,隋 欣 (东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆 163318) 摘 要:采用甲苯二异氰酸酯(TD I)接枝聚乙二醇(PEG )对纳米Si O 2进行表面改性,并利用红外光谱(FT I R )和热重(TG )、扫描电镜(SE M )、粒径分析、重力沉降法等方法对改性前后的纳米Si O 2的表面形貌和在介质中的分散稳定性进行了表征和分析。结果表明,改性后的纳米S i O 2表面接枝上了TD I 、PEG 的有机官能团,降低了颗粒的团聚程度,提高了纳米S i O 2在介质中的分散性。当n (TD I):n (PEG )=1:0 8时,分散性最好,接枝率为54 03%。 关键词:纳米S i O 2;表面改性;分散性中图分类号:TQ127.2 文献标识码:A 收稿日期:2010-10-12 基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助(11531009) 作者简介:李金玲,1984年生,女,在读硕士研究生,主要从事纳米改性水性聚氨酯的研究。E -m a i:l dqp ilj@l 163.co m 纳米二氧化硅是目前世界上大规模工业化 生产的产量最高的一种纳米粉体材料[1] 。特殊的微粒表面层结构和电子能级结构产生了普通粒子所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应,导致了其在热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等方面不同于常规粒子[2] 。但这些特殊效应同时赋予了纳米S i O 2表层大量羟基,导致羟基间的范德华力、氢键的产生,使粉体间的排斥力变为吸引力,热力学状态不稳定,极易发生凝并、团聚,在介质中难以分散,难以与基料很好结合,纳米粒子的优异特性 得不到充分发挥[3] 。因此要维持纳米粉体的特异性能,拓展其在生物、医药、化工、材料、电子、机械、能源、国防及交叉学科等领域的应用范围,有必要对纳米粉体进行表面改性。 纳米粉体表面改性方法有酯化反应法、偶联剂法、表面活性剂法、接枝聚合物法、高能法等[4] 。本文采用PEG2000、TDI 对纳米二氧化硅进行接枝改性,通过FT I R 、SE M 、TG 、粒度分析、沉降实验等对改性前后的纳米S i O 2进行表征和分析。 1 实验部分 1 1 实验原料 表1 实验药品 药 品生产厂家预处理纳米Si O 2 自制 真空脱水二月桂酸二丁基锡 (DB TDL 分析纯)天津市光复精细化工研究所直接使用 2,4 二异氰酸甲苯酯(TD I 分析纯)天津市化学试剂厂六分厂分子筛干燥无水乙醇(分析纯)沈阳市华东试剂厂直接使用聚乙二醇2000(PEG 分析纯)沈阳市华东试剂厂真空脱水甲苯(分析纯) 沈阳市华东试剂厂 分子筛干燥 1 2 表面改性及表征 将纳米二氧化硅在真空烘干箱中120 烘4h ,以除去表面吸附的水分。将烘好的纳米粒子分散于甲苯溶液中,剪切分散30m i n 、超声分散30m in 后,加入到装有温度计、冷凝管的三口烧瓶中,同时加入TD I 、DBTDL ,在水浴锅中缓慢升温,80 冷凝回流反应4h 后,加入PEG 恒温反应4h 。产物进行离心分离,并用甲苯、无水乙醇各洗涤3次,然后在120 进行真空干燥8h ,得到改性后的纳米Si O 2,研磨待用。 将上述TDI /PEG 分别按摩尔比为1:0 6,1:0 8,1:1 0,1:1 2重复上述实验步骤。

纳米二氧化硅的表面改性研究

第4期王云芳等:纳米二氧化硅的表面改性研究383SizeofSi02grain(nm) 图1水溶胶中Si05颗粒的大小分布 Fig.1 SizedistributionofSi02graininhydrosol可以看出,所制得的二氧化硅水溶胶中,二氧化硅成纳米状态分布,粒径为50—127rim,其电子显微镜照片如图2所示。另外,从二氧化硅水溶胶的红外光谱(图3(a))可以看出,2900cmd为SiOH的吸收峰;3433emd为吸附的水峰;1216em’1为Si—O—Si的不对称伸缩峰;958cmd为SiOH的伸缩峰;471cmd为O—Si?O的畸变吸收峰,说明纳米二氧化硅表面还有大量羟基,因此它可以和许多有机官能团发生作用。 2.2表面羟基值的测定【l列 采用离心干燥分离、醇洗,反复5次使溶胶中的二氧化硅分离,1000C真空干燥48h,得到纳米二氧化硅粉体,其红外光谱如图3(a)所示。称取该粉体29放入100mL的锥形瓶中,加入0.05mol/L的NaOH溶液80mL,密封搅拌24h。离心分离二氧化硅颗粒后的溶液体积为C毫升(一80mL),从分离的C毫升溶液中量取10mL,用A毫升0.05moL/L的HCl溶液滴定至中性,剩余溶液(C一10mL)用同样的方法滴定至中性所用HCl溶液为B毫升,根据下式可计算出单位重量二氧化硅颗粒表面的羟基含量(x)u引。 茗:盟笔华≈7.8mmol/g 茗2——广2Lg 上式中,A一中和分离溶液10mL所消耗0.05moL/LHCl溶液的体积数;B一滴定剩余溶液(约70mL)至中性所用0.05mol/LHCI溶液的体积数;w一纳米二氧化硅粉体的克重数。 2.3纳米二氧化硅的表面改性及分析 配制2.0wt%纳米二氧化硅水溶胶100mL,并用冰醋酸调节溶液的pH=3.5—4.5,随后加入 图2改性前纳米Si02粒子的TEM图片 Fig.2TEMphotographsofnano—silica particlesbeforemodification 400¥0012001600200024002800320036004000 Wavcntunber“gnrl 图3si02(a),cr,rMS(b)和 GPTMS改性Si02(c)的红外光谱 Fig.3FTIRgpl圮-q:raof(a)silica,(b)CPa'MS and(c)CPTMS—modifiedsilica 2mL偶联剂GPTMS(未水解前的红外光谱如图3(b)所示),磁力搅拌,常温反应2.5h后得到纳米二氧化硅改性溶胶(改性后纳米颗粒溶液的透射电子显微镜显微分析如图4所示)经离心干燥后醇洗(重复五次),常温干燥24h,然后在200℃真空干燥48h得到改性纳米SiO:粉体,其红外图谱如图3(c),从图谱可以看出:纳米二氧化硅接枝GPTMS后,二氧化硅的物理吸附水(3433cm。)和表面的硅醇羟基Si.OH(958em~,3744emd)明显减少,还有明显的亚甲基(2944em4)的吸收峰,但二氧化硅的特征吸收峰(1100cm~,797—805em~,471cm4)无明显变化,只是Si.O.Si键的伸缩振动吸收峰(1100—1216em。1)变宽增强。分析表明,在二氧化硅颗粒表面接枝硅烷偶联剂并未改变二氧化硅的物质组成和结构,只是SiO:表面羟基与硅烷偶联剂水解产生的童SiOH基团缩合,硅烷偶

粉体表面改性设备介绍

粉体表面改性设备

中国粉体表面改性设备种类很多,例如高速混合机、捏合机、密炼机、开炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等,但这些设备大多从化工机械借用过来。存在许多严重问题,针对这些问题,近年来有了许多改进和进展,本文重点介绍引进国外机型和对高冷搅机组进行的改进。 现状粉体表面改性设备,主要担负三项职责,一是混合,二是分散,三是表面改性剂在设备中熔化和均匀分散到物料表面,并产生良好的结合。由于混合物的种类和性质各不相同,混合、分散和表面改性要求的质量指标也不相同,因而出现多种性质不同的改性设备,而这些设备又多为借用,因而并不能很好地完成改性任务。主要使用的改性设备为: •。重力混合器 •。气动混合器 •。转鼓式混合机 •。v型混合机 •。Z型混合机 •。高速混合机及高速混合机和冷却混合机组(简称高冷搅机组) •。开炼机 •。密炼机 •。混炼型单螺杆挤出机,布斯混炼机 •。双螺杆挤出机以及静态混合器,空腔混合器,和拉伸混合器等。 这些设备存在的主要问题是: ①多数是间歇式的,连续式设备如单、双螺杆挤出机大都是直线运动式,混合效果差。存在产量低,能耗大,工人劳动强度高,易造成环境污染等问题。

②升温慢,改性时间长,相反改性剂用量大,改性效果差。 ③比较而言,高冷搅机组价格低、耐用、易操作、改性效果好。 ④与国外设备相比,差距明显,主要表现在连续性和改性效果方面。 可以说,中国的粉体表面改性设备的落后,严重制约表面改性深加工技术的发展。已经到了非改不可的地步。 从90年代开始,一些科技人员就着手对改性设备进行改革、到2002年已经取得阶段性成果。 这些阶段成果包含两个方面: ①引进国外连续改性机型 ②对高冷搅机组进行改革 引进国外机型 引进、吸收、消化国外先进设备,是现阶段我们的主要手段之一。改性设备也不例外,现在由大专院校、科研单位与生产企业共同引进开发的改性设备已经问世,且价格大大低于直接购买的国外同类设备。 1、PS系列粉体表面改性机 由原武汉工业大学北京研究生部非矿所和青岛青矿矿山设备有限公司共同开发研制成功的PSC系列粉体表面改性机是表面化学改性的专用设备,它具有设计先进,科学,能连续生产,产量高,能耗低,自动化程度高,工人劳动强度低,无粉尘污染,且表面改性剂用量少,包覆率高等特点。 ①PSC表面改性性能结构特征: 本机由给料输送、主机、改性剂供给、排料、成品输送、成品收集仓、加热、给风、除尘等系统构成。

高分子材料中粉体表面改性的作用

超细粉体材料进行表面改性的作用分析 (上海汇精亚纳米新材料有限公司刘涛) (凤阳汇精纳米新材料科技有限公司) 高新技术的发展对材料的要求越来越高,而材料又是技术进步的关键和后盾。随着科技的发展,我们经常需要既能适应高温、高压、高硬度条件的材料,又具有能发光、导电、电磁、吸附等特殊性能的材料。因此,对材料特殊性能及品质要求的提高,为适应发展需要,人们不断地开发超微细粉体这一新兴填料体系。但由于超细粉体间普遍存在着范德华力(分子间作用力)、库仑力(静电力),粉体的细化过程实质上是以粒子的内部结合力不断被破坏,体系总能量不断增加的过程。因此从热力学角度来看,超细粉体有自发凝聚的倾向,而且颗粒越细小,团聚越严重。因此如何使团聚解聚,使颗粒均匀分散成为超细粉体材料得到很好应用的首要问题。研究表明,影响超细粉体分散的主要原因是:1:液桥力(液体的表面张力):当粉体受潮时,此力最大;2:范德华力;3:库仑力,不同电荷吸引力是粉体团聚的第三大因素。而对于超细粉体在高分子材料中的分散,一是常温下的分散混合,二是熔融状态下的分散混合,这两个过程都要求做到分散均匀。表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋予其表面新的性能,如生物相容性、抗静电性能、染色性能及良好的分散性能等。汇精公司粉体材料的表面改性产品就是用偶联剂及表面活性剂在粉体表面进行,其可以降低粉体表面能,提高相容性,阻止或减轻团聚体的形成,提高其分散性,并使得粉体在高分子材料中得到迅速、均匀的分散。若超细粉体不加任何处理就加入到高分子材料中去,材料与聚合物之间就会存在明显的界面,如果在基体树脂中存在的许多空洞,在外力作用下能承受外力的有效截面积减少,填充材料的力学性能就会变差。因此超细粉体在表面处理水份控制以及选择合适的表面改性剂是非常关键的。 上海汇精亚纳米新材料有限公司、凤阳汇精纳米新材料科技有限公司利用自身丰富粉体应用技术资源,采用专业的配方,使用SLG加热式连续性表面改性机对超细粉体材料进行表面改性处理,使得超细粉体材料在各行业的使用性能得到大大提升,更赋予它新的功能;使得超细粉体的各项性能得到更好的发挥,适应了时代发展的趋势需求。

SLG 型连续式粉体表面改性机应用研究

SLG型连续式粉体表面改性机应用研究 郑水林1李 杨2骆剑军3 1.中国矿业大学北京校区,北京 100083; 2.北京工业大学; 3.江阴市启泰非金属工程有限公司 摘 要:在论述粉体表面改性设备应具备的工艺特性的基础上,介绍了新研制开发的SLG型连续式粉体表面改性机的结构、工作原理、性能特点以及在重钙、轻钙、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、煅烧高岭土等无机粉体表面改性中的应用。工业应用结果表明,SLG型连续式粉体表面改性机对粉体和表面改性剂具有良好的分散性,能使它们充分和机会均等地接触,对粉体,特别是对超细粉体和无机纳米粉体的表面改性或处理效果较好,且能耗低、无粉尘污染、操作简单、运行平稳。 关键词:粉体 表面改性 改性机 超细粉体 纳米粉体 在现代有机/无机和无机/无机复合材料中,广泛应用各种无机粉体原(材)料。这些粉体原料的分散性及与有机基料或其它无机组份的相容性,对复合材料的性能,尤其是力学性能有重要的影响。而且,随着粉体制备技术向亚微米及纳米尺度推进,解决粉体的团聚问题就成为其应用的关键。此外,随着对粉体材料功能性要求的提高,粒子表面性能的优化和设计也越来越重要。因此,现代粉体材料,尤其是超细和纳米粉体材料的表面改性或表面处理技术,已成为重要和必需的粉体深加工技术之一。 粉体的表面改性或表面处理技术,包括表面改性方法、工艺、表面改性剂及其配方、表面改性设备等。其中在表面改性工艺和改性剂配方确定的情况下,表面改性设备的优劣就成为粉体表面改性或表面处理的关键。性能好的表面改性设备应具备以下基本工艺特性:①对粉体及表面改性剂的分散性好;②粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等;③改性温度可调;④单位产品能耗低;⑤无粉尘污染;⑥操作简便、运行平稳。 我国粉体表面改性技术的发展较晚,在2000年之前基本上无专业化的表面改性设备。除湿法改性之外,干法改性大多采用塑料加工行业的高速加热混合机或其它带导热油加热的混合设备。由于不是针对粉体表面改性处理,尤其是不是针对超细和纳米粉体表面改性设计的,这些设备难以满足超细粉体表面改性的要求。在这种背景下,原武汉工业大学北京研究生部与江阴市启泰非金属工程设备有限公司合作研制开发了专门针对超细粉体表面改性或表面

解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用

解决纳米粉体的团聚问题的方法及粉体改性剂的作用纳米材料具有独特的力学、光、热、电、磁、吸附、气敏等性质,在传统材料中加入纳米粉体将大大改善其性能或带来意想不到的性质。但是在实际应用过程中,由于纳米粒子粒径小,表面活性高,使其易发生团聚而形成尺寸较大的团聚体,严重地阻碍了纳米粉体的应用和相应的纳米材料的制。 纳米粉体团聚现象 目前市场上很多纳米碳酸钙产品表征出来发现既含纳米级颗粒又含微米级颗粒,不能实现真正的纳米标准(1-100nm),主要原因就是粉体团聚现象严重,纳米级颗粒又团聚成了大颗粒。

1、纳米粉体为什么会团聚? 所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接、由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象,一般分为软团聚和硬团聚两种。 纳米粉体的团聚与分散性取决于其形态和表面结构等。而纳米粉体的形态和表面结构又与其内部结构、杂质、表面吸附和化学反应、制备工艺、环境状态等诸因素有关,因而导致了纳米粉体团聚与分散机制的复杂性和多样性。2、如何解决纳米粉体的团聚问题? 解决纳米粉体的团聚问题,需要采用一定的手段将纳米粉体均匀分散开。纳米粉体的分散方法主要有超声波分散、机械力分散和化学法分散。目前应用最为广泛的是化学分散,即表面改性。 表面改性是指通过采用表面添加剂的方法,使粒子表面发生化学反应和物理作用,从而改变粒子表面状态,如表面原子层结构和官能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等。通过表面改性,可提高粉体的分散性、耐久性、耐候性,提高表面活性,从而使粒子表面产生新的物理、化学、光学特性,适用不同的应用要求,拓宽其应用领域,并显著提高材料的附加值。 纳米粉体表面改性的方法很多,主要有包覆处理改性、沉淀反应改性、表面化学改性、机械化学改性、高能处理改性、胶囊化改性、微乳化改性等。 (1)包覆处理改性 包理处理改性也称涂覆和涂层,是利用无机物或有机物,主要表面活性剂,水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等粉体表面进行包覆以达到改性的方法,如包括利用吸附、附着及简单化学反应或沉淀现象进行包膜。 (2)沉淀反应改性 利用化学反应并将其生成物沉淀在被改性粉体的表面,使形成一层或多层“改性层”的方法,以改变纳米粉体材

粉体表面改性复习要点(精简版)

第2章 纳米粉体的分散 1.粉体分散的三个阶段(名词解释) 润湿 是将粉体缓慢加入混合体系形成的漩涡,使吸附在粉体表面的空气或其它杂质被液体取代的过程。 ?解团聚 是指通过机械或超声等方法,使较大粒径的聚集体分散为较小颗粒。 ?稳定化 是指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散 2.常用的分散剂种类 (1)表面活性剂 空间位阻效应 (2)小分子量无机电解质或无机聚合物 吸附--提高颗粒表面电势 (3)聚合物类(应用最多) 空间位阻效应、静电效应 (4)偶联剂类 3.聚电解质(名词解释) 是指在高分子链上带有羧基或磺酸基等可离解基团的水溶性高分子 4.对不同pH 值下PAA 在ZrO 2表面的吸附构型进行分析。 图.不同pH 值下PAA 在ZrO 2 表 面的吸附构型 a.当pH<4时,PAA 几乎不解离,以线团方式存在于固液界面上,吸附层很薄,几乎无位阻作用 δ δδ

b.随pH值增加,链节间静电斥力使其伸展开 c.ZrO2表面电荷减小直至由正变负,PAA的负电荷量增加,其间斥力增加, 使得PAA链更加伸展,可在较远范围提供静电位阻作用 5.用聚电解质分散剂分散纳米粉体时,影响浆料稳定性的各种因素有哪些? 1、聚电解质的分子量 当聚电解质分子量过小,在粉体表面的吸附较弱,吸附层也较薄,影响位阻作用的发挥。 分子量过大,易发生桥连或空位絮凝,使团聚加重,粘度增加。 2、分散剂用量 适宜的分散剂用量才可以使分散体系稳定。 用量过低,粉体表面产生不同带电区域,相邻颗粒因静电引力发生吸引,导致絮凝。 用量过高,离子强度过高,压缩双电层,减小静电斥力;同时,还易发生桥连或空缺絮凝,稳定性下降。 3、温度 研究表明,为了获得较好的分散效果(以最低粘度为衡量标准),随温度的升高,所需分散剂的用量随之增加 6.结合下图,分析煅烧为什么能够改善纳米Si3N4粉体的分散性? 煅烧改善纳米Si3N4粉体的可分散性 ?此前提到,球磨可有效降低粉体的粒度。但球磨过程可能造成分散介质与粉体发生化学反应。 ?以乙醇为介质球磨Si3N4粉体时,表面的Si-OH可能与乙醇反应生成酯。 ?酯基的生成对粉体的分散性影响很大: a、酯基是疏水基团 b、屏蔽负电荷,影响分散剂的吸附 ?采取煅烧去除酯基,可改善其分散性 第3章纳米粉体表面改性(功能化) 1.表面改性有哪些重要应用? 改善纳米粉体的润湿和附着特性。 改善纳米粉体在基体中的分散行为,提高其催化性能。 改善粉体与基体的界面结合能等。 2.纳米粉体的表面改性方法? 气相沉积法 机械球磨法 高能量法

非金属矿物粉体表面改性技术探讨

非金属矿物粉体表面改性技术探讨 发表时间:2018-07-26T10:08:10.707Z 来源:《基层建设》2018年第15期作者:张仕奇张君杰张扬[导读] 摘要:表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术,本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 内蒙古科技大学内蒙古自治区包头市昆都仑区 014010 摘要:表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术,本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 关键词:非金属矿物;表面改性;技术 随着新型复合材料的兴起,非金属矿物表面改性技术也得到了快速的发展,表面改性是非金属矿物材料必须的加工技术,通过表面改性能够使材料的性能和应用价值得到极大的提升。 1 表面改性方法 表面改性的方法很多,能够改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法,如表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等可称为表面改性方法。目前工业上非金属矿物粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法和机械化学改性法及复合法。 (1)表面化学包覆改性法:是目前最常用的非金属矿物粉体表面改性方法,这是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法。所用表面改性剂主要有偶联剂(硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸酯、有机络合物、磷酸酯等)、表面活性剂(高级脂肪酸及其盐、高级胺盐、非离子型表面活性剂、有机硅油或硅树脂等)、有机低聚物及不饱和有机酸等。改性工艺可分为干法和湿法两种。 (2)沉淀反应法:是利用化学沉淀反应将表面改性物沉淀包覆在被改性颗粒表面,是一种“无机/无机包覆”或“无机纳米/微米粉体包覆”的粉体表面改性方法。粉体表面包覆纳米Ti02、ZnO、CaC03等无机物的改性,就是通过沉淀反应实现的,如云母粉表面包覆TiO2制备珠光云母颜料、钛白粉表面包覆Si02和A1203。 (3)机械力化学改性法:是利用超细粉碎过程及其他强烈机械力作用有目的地激活颗粒表面,使其结构复杂或无定形化,增强它与有机物或其他无机物的反应活性。机械化学作用可以增强颗粒表面的活性点和活性基团,增强其与有机基质或有机表面改性剂的使用。以机械力化学原理为基础发展起来的机械融合技术,是一种对无机颗粒进行复合处理或表面改性,如表面复合、包覆、分散的方法。 (4)化学插层改性法:是指利用层状结构的粉体颗粒晶体层之间结合力较弱(如分子键或范德华键)或存在可交换阳离子等特性,通过化学反应或离子交换反应改变粉体的性质的改性方法。因此,用于插层改性的粉体一般来说具有层状或似层状晶体结构,如蒙脱土、高岭土等层状结构的硅酸盐矿物或粘土矿物以及石墨等。用于插层改性的改性剂大多为有机物,也有无机物。 (5)复合改性法:是指综合采用多种方法(物理、化学和机械等)改变颗粒的表面性质以满足应用的需要的改性方法。目前应用得复合改性方法主要有物理涂覆/化学包覆、机械力化学/化学包覆、无机沉淀反应/化学包覆等。 2 表面改性工艺 表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而异。目前工业上应用的表面改性工艺丰要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。干法工艺根据作业方式的不同又可以分为间歇式和连续式;湿法工艺又可分有机改性工艺和无机改性工艺;复合工艺又可分为物理涂覆/化学包覆、机械力化学/化学包覆、无机沉淀反应/化学包覆工艺等。 (1)干法工艺:是一种应用最为广泛的非金属矿物粉体表面改性工艺。目前对于非金属矿物填料和颜料,如重质碳酸钙和轻质碳酸钙、高岭土与煅烧高岭土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微珠、氢氧化铝和轻氧化镁、陶土、陶瓷颜料等,大多采用干法表面改性工艺。原因是干法工艺简单,作业灵活、投资较省以及改性剂适用性好等特点。其中,间歇式干法工艺的特点是可以在较大范围内灵活调节表面改性的时间(即停留时间),但颗粒表面改性剂难以包覆均匀,单位产品药剂耗量较多,生产效率较低,劳动强度大,有粉尘污染,难以适应大规模工业化生产,一般应用于小规模生产。连续式改性工艺的特点是粉体与表面改性剂的分散较好,颗粒表面包覆较均匀,单位产品改性剂耗量较少,劳动强度小,生产效率高,适用于大规模工业化生产。连续式干法表面改性工艺常常置于干法粉体制备工艺之后,大批量连续生产各种非金属矿物活性粉体,特别是用于塑料、橡胶、胶粘剂等高聚物基复合材料的无机填料和颜料。 (2)湿法表面有机改性工艺:与干法工艺相比具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点,但需要后续脱水(过滤和干燥)作业。一般用于可水溶或可水解的有机表面改性剂以及前段为湿法制粉(包括湿法机械超细粉碎和化学制粉)工艺而后段又需要干燥的场合,如轻质碳酸钙(特别是纳米碳酸钙)、湿法细磨重质碳酸钙、超细氢氧化铝与氢氧化镁、超细二氧化硅等的表面改性,这是因为化学反应后生成的浆料即使不进行湿法表面改性也要进行过滤和干燥,在过滤和干燥之前进行表面改性,还可使物料干燥后不形成硬团聚,改善其分散性。无机沉淀包覆改性也是一种湿法改性工艺。它包括制浆、水解、沉淀反应和后续洗涤,脱水、煅烧或焙烧等工序或过程。 (3)机械力化学/化学包覆复合改性工艺:是在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加表面改性剂,在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面化学包覆改性的工艺。这种复合表面改性工艺的特点是可以简化工艺,某些表面改性剂还具有一定程度的助磨作用,可在一定程度上提高粉碎效率。不足之处是温度不好控制;此外,由于改性过程中颗粒不断被粉碎,产生新的表面,颗粒包覆难以均匀,要设计好表面改性剂的添加方式才能确保均匀包覆和较高的包覆率;此外,如果粉碎设备的散热不好,强烈机械力作用过程中局部的过高温升可能使部分表面改性剂分解或分子结构被破坏。 (4)无机沉淀反应/化学包覆复合改性工艺:是在沉淀反应改性之后再进行表面化学包覆改性,实质上是一种无机/有机复合改性工艺。这种复合改性工艺已广泛用于复合钛白粉表面改性,即在沉淀包覆SiO2或A1203薄膜的基础上,再用钛酸酯、硅烷及其他有机表面改性剂对Ti02/Si02或A1203复合颗粒进行表面有机包覆改性。 (5)物理涂覆/化学包覆复合改性工艺:是一种物理涂覆的方式,在进行金属镀膜或者覆膜之后,在通过有机化学进行改性的工艺。 参考文献: [1] 刘伯元.中国粉体表面改性(塑料填充改性)的最新进展[C]// 中国建筑材料及非金属矿物加工与检测技术交流大会.建筑材料工业技术情报研究所,2009. [2] 郑水林.粉体表面改性工艺设备及其选择[C]// 中国白色工业矿物技术与市场交流大会.2009.

关于超细碳酸钙粉体的干法表面改性分析

关于超细碳酸钙粉体的干法表面改性分析 【摘要】碳酸钙粉体的表面改性是其深加工的重要部分,是塑料工业使用数量最大、应用面最广的粉体填料。工业生产中使用的活性碳酸钙粉体,主要是通过单一的硬脂酸及其盐、表面活性剂或偶联剂的吸附、表面涂覆和表面化学性来实现表面有机化改性。本文主要介绍超细碳酸钙的干法表面改性以及应用效果。解决塑料制品加工中混料的均匀性及下料的离析现象,减少清洗设备的用料量,提高超细碳酸钙粉体的应用性能与质量。 【关键词】超细;碳酸钙粉体;干法表面改性 粉体表面改性是集粉体加工材料、材料性能、化工机械等于一体的新技术,此技术的针对性和目的性比较强,而且此技术工艺方法比较多,影响因素也比较复杂,所以在制作的过程中要细致的分析这些影响因素,从而选择正确的表面改性方法、工艺配方和设备,使碳酸钙粉体的表面改性达到预期目的。碳酸钙粉是一种普通的无机非金属填料,经过超细粉碎和改性,可以将其变成一种性能优越的功能填料。 1 碳酸钙粉体表面改性概述 碳酸钙在人们的日常生活中比较常见,被广泛应用于塑料、造纸、建筑材料、食品添加剂等行业。碳酸钙一般有轻质与重质之分,轻质碳酸钙的活化改性一般采用湿性工艺加工。重质碳酸钙是通过天然粉碎碎石而得,它的活化改性可以采用干性也可以采用湿性。我国的高档碳酸钙仍然需要从国外进口,国内的碳酸钙技术在质量上与西方国家存在一定的差距,所以必须加强对碳酸钙的研究,碳酸钙表面改性剂的研究是研究碳酸钙的重要领域之一,比较常用的表面改性剂与改性方法有:有机/无机改性剂、聚合物改性剂、偶联剂等等。碳酸钙的活性改性实际上是选择特定的表面改性剂,对碳酸钙颗粒进行包覆处理,从而使碳酸钙成为一种填充材料。 2 影响碳酸钙粉体表面改性的主要因素 2.1 粉体原料 碳酸钙粉体原料的比表面积、颗粒形状以及大小,还与它的物理、化学性质等都对其改性效果有一定的影响。在不计粉体空隙的状况下,粉体的颗粒大小与其比表面积成反比的关系,也就是说粉体的颗粒越细,其比表面积越大,此时表面改性剂的用量也越大。粉体表面性质,比如表面电性、湿润性、溶解性等都直接影响着碳酸钙粉体与表面改性剂分子的作用,进而影响其表面改性的效果。 2.2 表面改性剂用量 在进行碳酸钙表面改性剂的研究中,其颗粒表面达到单分子层吸附所用的最

无机纳米粉体表面改性研究进展

摘要: 由于纳米粒子易团聚, 对其进行表面改性是很必要的。本文综述了纳米粒子表面改性的主要方法, 介绍了国内外表面改性的一些实例, 并对纳米粒子表面改性的一些新发展和应用前景作了说明。 关键词: 纳米粉体; 团聚; 表面改性;表征 Abstract:Accumulation is one of the most important problems to be resolved in the application of nanosize power.Surface modification can efficiently resolve this problem.In this aricle,the author discuss the cause of the accumulation,the way of surface medication and the manifestion of surface modification. Key words: nanosizes power, accumulation, surface modification, manifetation 1、引言 物质经微纳米化后, 尤其是处于纳米状态时, 其尺寸介于原子、分子与块状材料之间, 故有人称之为物质的第四状态。由于纳米粒子具有大比表面积, 随着粒子半径的减小, 其表面能和表面张力都急剧增大,此外还具有小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应, 因而纳米材料具有独特的力学、光、热、电、磁、吸附、气敏等性质, 在传统材料中加入纳米粉体将大大改善其性能或带来意想不到的性质。 目前, 纳米材料在信息、能源、环境和生物技术等高科技产业中的应用已取得了初步成果。但是在应用过程中, 由于纳米粒子粒径小, 表面活性高, 使其易发生团聚而形成尺寸较大的团聚体[1], 严重地阻碍了纳米粉体的应用和相应的纳米材料的制备。 2、纳米粒子的团聚 所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接、由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象。 从热力学上, 纳米粒子的分散体系具有巨大的比表面积, 表面能很大, 系统会自动朝着表面积减小的方向变化, 导致纳米粒子发生团聚。粉末的团聚分为软团聚和硬团聚。软团聚主要是由于颗粒之间的范德华力和库仑力所致, 该团聚可通过施加机械能能消除粉末的硬团聚体内除了颗粒之间的范德华力和库仑力之外, 还存在化学键作用, 目前人们对粉末的硬团聚机理存在不同的看法, 其中最有代表性的是晶桥理论、毛细管吸附理论、氢键作用理论和化学键作用理论[2]。 图1 纳米粒子的团聚机理示意图 Fig1 agglomeration mechanism schematic diagram of nano2particles 为了解决纳米粉体的团聚问题以及改善粉体粒子表面活性,就需要对粉体粒子进行表面改性。

纳米氧化锌的表面改性

文章编号:1005-7854(2004)02-0050-03 纳米氧化锌的表面改性 马正先 1,2 ,韩跃新2,印万忠2,王泽红2,袁致涛2,于富家2,马云东 3 (11济南大学,济南250022;21东北大学,沈阳110004;31辽宁工程技术大学,阜新123000) 摘 要:在新开发的纳米氧化锌应用中,大多是将氧化锌直接混入有机物中,而把氧化锌直接添加到 有机物中有相当大的困难,因此必须对纳米氧化锌进行表面改性。以自制纳米氧化锌为原料,采用钛酸酯偶联剂为改性剂对其进行了表面改性处理。试验发现,改性剂用量是影响改性效果的最重要影响因素,且其用量远远超出普通粉体用量,最后找出了最佳改性条件。借助于T EM 、IR 等测试手段,对纳米氧化锌粉体改性前后的变化进行了表征与分析。试验结果表明,最佳改性条件为:改性剂用量为40%,改性时间约为30min 。 关键词:纳米氧化锌;表面改性;红外光谱;钛酸酯偶联剂中图分类号:TB383 文献标识码:A SU RFACE M ODIFICA T ION OF N ANOM ET ER -SIZED ZINC OXIDE MA Zheng -x ian 1,2,HAN Yue -x in 2,YIN Wan -z hong 2,WANG Ze -hong 2, Y UAN Zhi -tao 2,Y U Fu -j ia 2,MA Yun -dong 3 (11Jinan University ,Jinan 250022,China;2.Northeaster n Univer sity ,Shengy ang 110004,China; 31L iaoning Technical University ,Fux in 123000,China) ABSTRAC T:In application of new ly prepared nano -sized zinc ox ide,it is directly added into organic compound mostly,w hich is difficult comparatively.So,it is indispensable that surface modification of nano -sized zinc ox ide is done.The tests on surface modification of sel-f made nano -sized zinc oxide w ere carried out w ith titanate as cou -pling agent.Results indicate that the use level of coupling agent is the most important factor to influence the modification and its dosage is w ell over that needed for common pow der.By m eans of IR and TEM ,unmodified and modified nano -sized zinc oxides are investigated and the optimal modifying conditions are the agent dosage of 40%and modifying time of about 30min. KEY WORDS:Nano -sized zinc ox ide;Surface modification;IR -spectrum ;T itanate coupling agent 收稿日期:2003-09-05 基金项目:国家自然科学基金项目(50374021) 作者简介:马正先,机械学院副教授、博士,主要从事粉体制备 与处理及其设备的研究。 1 引 言 氧化锌的用途十分广泛,主要用于橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化工和陶瓷等工业112。纳米氧化锌因其全新的纳米特性体现出许多新的物理化学性能,使它在众多领域表现出巨大的应用前景。纳米氧化锌除了作为微米级或亚微米级氧化锌的替 代产品外,在抗菌添加剂、防晒剂、催化剂与光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、压电材料、橡胶添加剂等新的应用场合也正在或 即将投入应用12-62。在这些应用过程中,大多是与有机物相混的,而氧化锌作为无机物直接添加到有机物中有相当大的困难:1颗粒表面能高,处于热力学非稳定状态,极易聚集成团,从而影响了纳米颗粒的实际应用效果;o氧化锌表面亲水疏油,呈强极性,在有机介质中难于均匀分散,与基料之间没有结合力,易造成界面缺陷,导致材料性能下降。所以,必须对纳米氧化锌进行表面改性,以消除表面高能 第13卷 第2期2004年6月 矿 冶M INING &M ET ALLURGY Vol.13,No.2 June 2004

超声波技术分散纳米粉体材料

纳米粒子粒径小,表面能高,具有自发团聚的趋势,而团聚的存在又将大大影响纳米粉体优势的发挥,因此如何改善纳米粉体在液相介质中的分散和稳定性是十分重要的研究课题。 颗粒分散是近年来发展起来的新兴边缘学科。所谓颗粒分散是指粉体颗粒在液相介质中分离散开并在整个液相中均匀分布的工程,主要包括润湿、解团聚及分散颗粒的稳定化3个阶段。润湿是指将粉体缓慢地加人混合体系中形成的涡流,使吸附在粉体表面的空气或其他杂质被液体取代的过程。解团聚是指通过机械或超生等方法,使较大粒径的聚集体分散为较小的颗粒。稳定化指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散。根据分散方法的不同,可分为物理分散和化学分散。超声波分散是物理分散方法之一。 超声波分散法:超声波具有波长短、近似直线传播、能量容易集中等特点。超声波可以提高化学反应速率,缩短反应时间、提高反应的选择性;而且还能够激发在没有超声波存在时不能发生的化学反应。超声波分散是将需处理的颗粒悬浮体直接置于超生场中,用适当频率和功率的超声波加以处理,是一种强度很高的分散手段。超声波分散的作用机理目前普遍认为与空化作用有关。超声波的传播是以介质为载体的,超声波在介质中的传播过程中存在着一个正负压强的交变周期。介质在交替的正负压强下受到挤压和牵拉。当用足够大振幅的超声波来作用于液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡,微泡进一步长大成为空化气泡。这些气泡一方面可以重新溶解于液体介质中,也可能上浮并消失;也可能脱离超声场的共振相位而溃陷。实践证明,对于悬浮体的分散存在着最适宜的超生频率,它的值决定于被悬浮粒子的粒度。为此,最好在超生一段时间后,停止若干时间,再继续超生,可避免过热,超生中用空气或水进行冷却也是一个很好的方法。 超声波分散用于超细粉体悬浮液的分散虽可获得理想的分散效果,由于能耗大,大规模使用成本太高,因此目前在实验室使用较多,但随着超生技术的不断发展,超生分散在工业生产中应用是完全可能的。

《粉体材料表面改性》课程教学大纲

《粉体材料表面改性》课程教学大纲 课程代码:050542002 课程英文名称:Surface Modification of powder (A2) 课程总学时:24 讲课:24 实验:0 上机:0 适用专业:粉体科学与工程专业 大纲编写(修订)时间:2017.3 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 粉体表面改性是粉体科学与工程专业方向课,为选修课。本门课程讲授粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、各行业典型粉体及纳米粉体饿表面改性方法、实践及改性产品的检测及表征方法。通过本课程的学习,不仅让学生掌握粉体表面改性的相关理论,同时培养学生发现、分析与解决问题的能力和精密进行科学研究的技能。为学生将来从事粉末材料、粉体工程领域的生产、科研打下坚实的理论和实践基础。 通过本课程的学习,学生将达到以下要求: 1.掌握粉体材料表面改性工艺的方法和原理; 2.使学生掌握目前工业表面改性典型设备; 3.使学生了解表面改性剂的种类、性质、使用条件; 4.掌握粉体改性前后的物性变化及相关的检测方法; 5. 进一步结合创新创业培养目标,加强学生创新能力的培养,使学生具备独立进行粉体表面原位修饰工艺设计与设备选型的能力。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识:掌握粉体表面改性一般知识,包括粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、改性产品的检测及表征方法等。 2.基本理论和方法:掌握粉体表面的物性,粉体表面改性的基本原理、掌握粉体表面改性工艺设计和设备;了解常见工业粉体的表面改性方法及应用。 3.基本技能:掌握粉体改性工艺设计计算、独立进行设备选型的技能等。了解特种粉体的生产工艺、制备技术及行业发展趋势。具备制备、加工特种粉体的必要的基础知识和基本技能。 (三)实施说明 本课程安排在第七学期学习,共24学时,其中理论讲课24学时。根据教学的需要,有针对性地对教学内容适当增减,各部分学时数可适当调整2学时。 1.教学方法:课堂讲授中重点对基本概念、基本原理和基本方法的讲解;采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力;积极增加课堂教学的趣味性和互动性,充分调动学生学习的主观能动性;注意培养学生独立进行科学研究的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2.教学手段:本课程属于专业课,涉及到许多物粉体表面改性的设备,因此在教学中采用ppt与课堂讲授相结合的教学手段,培养学生浓厚的学习兴趣,确保在有限的学时内,高质量地完成课程教学任务。 (四)对先修课的要求

粉体表面改性

粉体表面改性学习报告 前言:粉体是无数个细小固体粒子集合体的总称。根据固体粒子的尺寸不同可以将固体粒子分为颗粒、微米颗粒、亚微米颗粒、超微颗粒、纳米颗粒。通常粉体是尺度界于10-9m到10-3m范围的颗粒。随着颗粒尺寸的减小相应的各种性质也随着尺寸的改变而改变。 因此小尺寸颗粒有如下几个特征: 1.比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高,易于反应处理。 2.颗粒状态易于流动,具有与液体相类似的流动性。 3.实现分散、混合、均质化控制材料的组成与构造。 4.易于成分分离,有效地从天然资源或废弃物中分离有用成分。 5. 由于比表面积大,因此粉体粒子容易聚集,吸附。 6. 具有与气体相类似的压缩性,具有固体的抗变形能力。 因此,利用这些特点,对矿物粉体进行表面改性,然后运用于农业、化工、造纸、塑料、橡胶、涂料等产品中。特别是经过改性的矿物粉体用于有机物填料不仅可以降低材料的成本,而且还可以改善材料的各方面性能。常用的矿物填料有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、等因为具有独特的物理化学性质,能改善聚合物的物理性能、力学性能、加工性能和热性能,在聚合物中的应用发展很快。无机填料在聚合物中的作用,概括起来就是增量、增强和赋予新功能,但是由于无机填料与高聚物的相容性差,如果直接添加,会造成分散不均,甚至引起应力集中,降低材料的力学性能,这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量,而且还严重影响制品性能,所以通过对无机填料进行表面改性,改变了无机填料原有的表面性质,改善无机填料与聚合物的亲合性,相容性,以及加工的流动性,分散性,还可以提高填料与聚合物相界面之间的结合力,使聚合物材料的综合性能得到显著提高,从而使非功能的无机填料转变为功能无机填料。近年来,随着聚合物的迅猛发展无机填料的表面改性也受到了前所未有的关注。 一、无机粉体表面改性机理 由于无机矿物材料是极性或强极性的亲水旷物,而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面,彼此相容性差,通常无机矿物材料难以在有机基体中均匀分散,因此如果过多地或者直接将无机矿物材料填充到有机基体中,容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。无机粉体表面改性是利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物( 表面改性剂) 进行复合改性,使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性,从而改善粉体粒子表面的浸润性,增强粉体粒子在介质中的界面相容性,使粒子容易分散在水中或有机化合物中。粉体表面改性是材料制备工程的重要手段,也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容,通过粉体表面改性可以提高粉体材料的附加价值、扩大产品的用途并且开发新的产品。如滑石粉可作为塑料填料,提高塑料制品的电绝缘性、抗酸性耐火性等; 云母可作为塑料增强填料,提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量;高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用,可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮; 石英对热塑性树脂和热固性树脂具有较高的补强作用,并且能提高制品的刚硬度,对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用; 金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率,起到光屏蔽剂的作用。赤泥、粉煤灰均为塑料填料,既可消除污染,又可降低成本。目前无机粉体表面改性技术在保证改性效果的前提下力求降低成本,并根据无机粉体的具体情况,如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新,无机粉体改性的方法很多。根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应,可以将无

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