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无机粉体的表面改性是根据使用行业对粉体的性能要求进行相应的表面改性,以满足现代新材料、新工艺和新技术的发展要求,改善原产品的性能特点,同时提高相应的生产能力和生产效率。粉体的加工业越来越受到重视。目前,无机粉体的表面改性方法主要有六大类。
方法一:物理涂层(1)方法原理:
粉体表面用高聚物或树脂处理,一般包括冷法和热法。
(2)粉体改性剂:
高聚物、酚醛树脂、呋喃树脂等。
(3)影响因素:
颗粒形状、比表面积、孔隙率、涂层剂的种类和用量、涂层处理工艺等。
(4)适用于粉体:
铸造砂、石石英砂等。
方法二:化学涂层(1)方法原理:
颗粒表面是通过有机分子中的官能团在无机粉体,表面的吸附或化学反应来包覆的,一般包括干法和湿法。除了表面官能团改性之外,该方法还包括通过自由基反应、螯合反应、溶胶吸附等进行表面涂层改性。
(2)粉体改性剂:
各种偶联剂,如硅烷、钛酸盐、铝酸盐、锆酸盐、有机铬等。高级脂肪酸及其盐、有机铵盐和其他各种类型的表面活性剂、磷酸酯、不饱和有机酸、水溶性有机聚合物等。
(3)影响因素:
粉体,类型的表面性质、粉体改性剂的用量和使用方法、改性工艺、改性设备等。
(4)适用于粉体:
石石英砂、硅微粉、碳酸钙、高岭土,滑石,肿土,重晶体石,硅灰石,母、硅藻、氢氧化镁、氧化铝等
方法三:沉淀反应(1)方法原理:
通过无机化合物在颗粒表面的沉淀反应,在颗粒表面形成一层或多层“涂层”,从而改善粉体,的表面性能,如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、电性、磁性、热性和本体性能。
(2)粉体改性剂:
各种无机化合物,如金属氧化物、氢氧化物及其盐。
(3)影响因素:
原料的性质(粒度和形状、表面官能团)、无机表面改性剂的种类、浆液的酸碱度和浓度、反应温度和反应时间,以及后续的处理程序,如洗涤、脱水、干燥或焙烧。
(4)适用于粉体:
钛白粉、珠光云母、氧化铝等无机颜料。
方法四:机械力化学(1)方法原理:
通过超细研磨等强机械作用有目的地活化粉体表面,使颗粒表面的晶体结构、溶解性质(表面非晶化)、化学吸附和反应活性(表面活性点或活性基团的增加)发生一定程度的变化。
(2)改性设备和试剂:
球磨机、气流磨、高速机械冲击磨、助磨剂、分散剂、改性剂等。
(3)影响因素:
破碎设备类型、机械作用方式、破碎环境(干、湿、大气等)。),助磨剂或分散剂的种类和用量,机械力的作用时间,晶体结构,化学成分,粒度和粉体材料的粒度分布等。
(4)适用于粉体:
高岭, 土, 石, 云, 石,二氧化钛等粉体
方法五:插层改性(1)方法原理:
通过离子交换反应或化学反应,利用弱结合力(如分子键力或范德华力)或层状矿物粉体颗粒晶体层之间可交换阳离子的特性,改变粉体界面性质和其它性质的一种修饰方法。
(2)粉体改性剂:
有机插层剂如季铵盐、聚合物、有机单体、氨基酸和无机插层剂如羧基钛、金属氧化物和无机盐。
(3)影响因素:
原料性质、反应环境、插层剂的种类和用量等。
(4)适用于粉体:
高岭,土,石,墨,云和石、蛭形石,金属氧化物、层状硅酸盐等。
方法六:高能表面改性方法原理:
它是指用紫外线、红外线、电晕放电、等离子体照射和电子束照射对粉体进行表面改性。例如:
用电弧等离子体处理碳酸钙可以改善碳酸钙与聚丙烯的界面结合
通过红外辐射将聚苯乙烯等聚合物接枝到炭黑表面,可以显著提高炭黑在介质中的分散性。
微波辐射和空气等离子体处理可以活化多孔二氧化硅,表面,增加表面羟基含量,增强水化效果。
随着科学技术的发展,无机粉体的表面技术和操作技术也将升级,以实现工业化生产,提高最终产品的质量。
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