粉體的表面改性方法

     表面改性是根據(jù)應(yīng)用需要有目的地改變粉體材料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，以滿足現(xiàn)代新材料、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需求，在粉體加工和應(yīng)用過程中越來越受到重視，目前主要有7大類改性方法。

1、物理涂覆
方法原理：利用高聚物或樹脂等對粉體表面進(jìn)行處理，一般包括冷法和熱法兩種。

改性劑：高聚物、酚醛樹脂、呋喃樹脂等。

影響因素：顆粒形狀、比表面積、孔隙率、涂敷劑的種類及用量、涂敷處理工藝等。

適用對象：鑄造砂、石英砂等。

2、化學(xué)包覆
方法原理：利用有機(jī)物分子中的官能團(tuán)在無機(jī)粉體表面的吸附或化學(xué)反應(yīng)對顆粒表面進(jìn)行包覆，一般包括干法和濕法兩種。除利用表面官能團(tuán)改性外，該方法還包括利用游離基反應(yīng)、鰲合反應(yīng)、溶膠吸附等進(jìn)行表面包覆改性。

改性劑：如硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋯鋁酸鹽、有機(jī)鉻等各種偶聯(lián)劑，高級脂肪酸及其鹽，有機(jī)銨鹽及其他各種類型表面活性劑，磷酸酯，不飽和有機(jī)酸，水溶性有機(jī)高聚物等。

影響因素：粉體的表面性質(zhì)，改性劑種類、用量和使用方法，改性工藝，改性設(shè)備等。

適用對象：石英砂、硅微粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、硅藻土、水鎂石、硫酸鋇、白云石、海泡石、電氣石、鈦白粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁、白炭黑、氧化鐵紅、氧化鋅、粉煤灰、納米粉體等等各類粉體。

3、沉淀反應(yīng)
方法原理：通過無機(jī)化合物在顆粒表面的沉淀反應(yīng)，在顆粒表面形成一層或多層“包膜”，以達(dá)到改善粉體表面性質(zhì)，如光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、電、磁、熱性和體相性質(zhì)等。

改性劑：金屬氧化物、氫氧化物及其鹽類等各類無機(jī)化合物。

影響因素：原料的性質(zhì)（粒度大小和形狀、表面官能團(tuán)），無機(jī)表面改性劑的品種，漿液的pH值、濃度，反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，洗滌、脫水、干燥或焙燒等后續(xù)處理工序。

適用對象：鈦白粉、珠光云母、氧化鋁等無機(jī)顏料。

4、機(jī)械力化學(xué)
方法原理：利用超細(xì)粉碎及其他強(qiáng)烈機(jī)械作用，有目的的對粉體表面進(jìn)行激活，在一定程度上改變顆粒表面的晶體結(jié)構(gòu)、溶解性能（表面無定形化）、化學(xué)吸附和反應(yīng)活性（增加表面活性點(diǎn)或活性基團(tuán)）等。

改性設(shè)備及藥劑：球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)、高速機(jī)械沖擊磨等，助磨劑、分散劑、改性劑等。

影響因素：粉碎設(shè)備的類型、機(jī)械作用的方式、粉碎環(huán)境（干、濕、氣氛等）、助磨劑或分散劑的種類和用量、機(jī)械力的作用時間以及粉體物料的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、粒度大小和粒度分布等。

適用對象：碳酸鈣、高嶺土、滑石、云母、硅灰石等各類粉體。

5、插層改性
方法原理：利用層狀結(jié)構(gòu)的礦物粉體顆粒晶體層之間結(jié)合力較弱（如分子鍵或范德華力）或存在可交換陽離子的特性，通過離子交換反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)改變粉體的界面性質(zhì)和其他性質(zhì)的改性方法。

改性劑：季銨鹽類、聚合物、有機(jī)單體、氨基酸等有機(jī)插層劑，羧基鈦、金屬氧化物、無機(jī)鹽等無機(jī)插層劑。

影響因素：原料的性質(zhì)、反應(yīng)環(huán)境、插層劑種類和用量等。

適用對象：高嶺土、石墨、云母、水滑石、蛭石、累托石、金屬氧化物以及層狀硅酸鹽等

6、膠囊化改性
方法原理：在粉體顆粒表面上覆蓋均質(zhì)且有一定厚度薄膜的一種表面改性方法。粉體的膠囊化改性主要指微小顆粒膠囊化，不僅能制備無機(jī)-有機(jī)復(fù)合膠粒，還可以利用膠囊的緩釋作用將固體藥粉膠囊化。

影響因素：粉體微小膠囊化改性的應(yīng)用領(lǐng)域很多，技術(shù)方法也不盡相同，因此，影響因素很多。

適用對象：鈦白粉、彩色顏料、氫氧化鎂、聚磷酸銨APP、紅磷、鹵素阻燃劑、香料、片狀鋁粉、硫磺、石蠟等。

7、高能表面改性
方法原理：指利用紫外線、紅外線、電暈放電、等離子體照射和電子束輻射等方法對粉體進(jìn)行表面改性的方法。例如：

用ArC3H6低溫等離子處理碳酸鈣，可改善碳酸鈣與PP的界面黏結(jié)性。用紅外照射法在炭黑表面接枝聚苯乙烯等聚合物，可顯著改善炭黑在介質(zhì)中的分散性。用微波輻射和空氣等離子體處理對多孔二氧化硅表面有激活作用，可使其表面羥基含量增加，水合效果增強(qiáng)。