1、什么粉體表面改性
粉體表面改性是指用物理、化學(xué)、機械等方法對粉體材料表面進(jìn)行處理，根據應用的需要有目的地改變粉體材料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面組成、結構和官能團、表面能、表面潤濕性、電性、光性、吸附盒反應特性等，以滿(mǎn)足現代新材料、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需要。
2、為什么要進(jìn)行粉體表面改性
（1）原因一：使無(wú)機填料由一般增量填料變?yōu)楣δ苄蕴盍?/strong>
無(wú)機填料在塑料、橡膠、膠黏劑等高分子材料工業(yè)及高聚物基復合材料領(lǐng)域占有重要地位！
?。?）原因二：提高涂料、油漆中顏料的分散性；改善涂料色澤、著(zhù)色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、抗菌防霉性和保色性等
改善表面潤濕性；增強與基質(zhì)的結合力；賦予涂料電、磁、抗菌防霉、防腐等功能！如：用氧化鋁、二氧化硅包覆二氧化鈦或鈦白粉，可改善顏料耐候性等性能。
?。?）原因三：使高附加值產(chǎn)品具有良好的光學(xué)效應和視覺(jué)效果，使制品色彩豐富
經(jīng)氧化鈦、氧化鐵、氧化鋯等表面改性后做為顏料，賦予化妝品、塑料制品、淺色橡膠、油漆、特種涂料、皮革等制品珠光效應，顯著(zhù)提高其品質(zhì)和價(jià)值！
?。?）原因四：改善無(wú)機/無(wú)機復合體系顏料的分散性，提高產(chǎn)品性能和檔次
對于彩色陶瓷地磚中添加的陶瓷顏料，小組分陶瓷顏料在大組分陶瓷胚料中分散性的好壞，直接影響陶瓷制品色彩的均勻性和產(chǎn)品的檔次；分散性好的陶瓷顏料可減少價(jià)格昂貴的顏料的用量。
?。?）原因五：對于層狀晶體結構的粉體材料，利用插層改性，可制備新型層間插層礦物材料
如黏土礦物層間化合物和石墨層間化合物。膨潤土經(jīng)有機插層改性后，在非極性和弱極性溶劑中具有良好的膨脹、吸附、觸變和粘結等特性。
?。?）原因六：提高吸附和催化材料的吸附和催化活性、選擇性、穩定性和機械強度等性能
如在硅藻土、海泡石、沸石等粉體表面通過(guò)浸漬法負載金屬氧化物（如TiO2）、堿或堿土金屬、稀土氧化物、銅、銀、金、鉬、鎳等金屬或貴金屬。
?。?）原因七：防止納米離子團聚，提高納米粉體的分散性，改善和提高納米粉體材料的應用性能
納米粉體比表面積大、表面原子數多、表面能高，在制備、儲運和使用過(guò)程中易團聚形成二次、三次或更大的顆粒，影響其納米效應！
?。?）其他原因
石棉：用無(wú)害、無(wú)污染、不影響其性能的其他化學(xué)物質(zhì)覆蓋、封閉其表面的活性點(diǎn)；
鑄造、鉆井用石英砂：表面涂覆改善其粘結性能；
珍珠巖：表面涂覆改善其防水和保溫性能；
煅燒高嶺土：有機表面改性提高其在潮濕環(huán)境下的電絕緣性能；
滑石、碳酸鈣、硅灰石等造紙填料：表面改性提高其留著(zhù)率和紙張強度，降低加入時(shí)的粉塵污染。
（9）總的目的
改善或提高粉體材料的應用性能；
賦予粉體材料新的功能；
滿(mǎn)足新材料、新技術(shù)發(fā)展需求；
滿(mǎn)足新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要；
實(shí)現粉體材料的功能化、高值化利用。
3、什么是粉體的比表面積
定義：?jiǎn)挝环垠w質(zhì)量的表面積，單位m2/g、cm2/g。
重要性：比表面積是確定表面改性劑用量的主要依據之一，比表面積越大，達到同樣包覆率所需的表明改性劑的用量就越多。
計算公式：在粉體顆粒無(wú)孔隙的情況下，粉體材料比表面積計算公式如下：
比表面積=k/（pd）
P為粉體物料的密度；
d為粉體材料的平均粒徑；
k為顆粒的形狀系數，對于球形粒子k=6，幾何形狀比較簡(jiǎn)單的顆粒的形狀系數見(jiàn)下表。
只要已知粉體物料的平均粒徑，就可計算其比表面積。
靜態(tài)容量法測試原理：將待測粉體樣品裝在一定體積的一段封閉的試管狀樣品管內，向樣品管內注入一定壓力的吸附質(zhì)氣體，根據吸附前后的壓力或重量變化來(lái)確定被測樣品對吸附質(zhì)分子（N2）的吸附量。
4、什么粉體的表面能
定義：材料表面相對于材料內部所多出的能量，把一個(gè)固體材料分解成小塊，破壞其內部化學(xué)鍵需要消耗的能量，單位erg/cm2。
重要性：粉體的表面能越高，越傾向于團聚、吸附作用也就越強，越難在有機基質(zhì)中分散。
降低無(wú)機填料的表面能，使其易于在高聚物基料中分散是對無(wú)機填料進(jìn)行有機表面改性的主要目的之一。
影響固體粉體表面能的因素還包括：空氣中的濕度、蒸氣壓、表面吸附水、表面吸附物及污染等。
固體表面能不像液體的表面能那樣容易測定，可通過(guò)接觸角測量?jì)x間接計算。
5、什么是粉體的表面潤濕性
定義：潤濕性是指一種液體在一種固體表面鋪展的能力或傾向性，粉體表面的潤濕性通常用接觸角來(lái)衡量。
測量方法：粉末固體接觸角常用的測量方法有透過(guò)測量法和薄板毛細滲透法。
6、什么是粉體的表面吸附特性？
定義：當氣相或液相中的分子碰撞在粉體顆粒表面時(shí)，由于相互作用停留在粉體顆粒表面，造成這些分子在粉體顆粒表面的濃度比在氣相或液相中的濃度大，這種現場(chǎng)稱(chēng)為吸附。
物理吸附：
吸附劑與吸附質(zhì)之間無(wú)電子轉移；
吸附熱較??；
吸附速度快；
不需要活化能；
不受溫度影響；
吸附無(wú)選擇性；
結合力主要是范德華力和靜電引力；
可逆的多層吸附；
吸附質(zhì)可沿固體表面位移；
不產(chǎn)生新的特征光譜。
化學(xué)吸附：
吸附劑與吸附質(zhì)之間發(fā)生電子轉移，形成化學(xué)鍵；
吸附熱較大；
吸附速度較慢；
需要活化能；
隨溫度升高速度加快；
吸附有選擇性；
非可逆的多層吸附；
吸附質(zhì)不可沿固體表面位移；
多在紫外、可見(jiàn)或紅外光譜波段出現新的特征吸收峰。
粉體在溶液中的吸附：
粉體的濕法表面改性實(shí)際上就是粉體吸附溶液中表面改性劑分子的過(guò)程。
顆粒在溶液中有一層溶液膜，溶質(zhì)必須透過(guò)這層膜才能被顆粒吸附。
離子交換是層狀結構黏土礦物的重要特征，離子交換吸附具有選擇性。
離子交換容量：在pH=7時(shí)，每100g礦物能交換吸附陽(yáng)離子的毫克當量數。
如：膨潤土陽(yáng)離子交換容量為80-100毫克當量/100g；
高嶺土離子交換容量為15 毫克當量/100g。
膨潤土的吸藍量：是依據亞甲基藍在水溶液中，形成一價(jià)有機陽(yáng)離子能與膨潤土發(fā)生離子交換反應，形成有機膨潤土復合物的特性。
通過(guò)測定吸藍量，可了解膨潤土的陽(yáng)離子交換量和蒙脫石的含量。
高分子化合物在粉體表面的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。
7、什么是粉體的表面化學(xué)性質(zhì)？
粉體的表面化學(xué)性質(zhì)決定了其在一定條件下的吸附和化學(xué)反應活性以及表面電性和潤濕性等。
?。?）石英粉（硅微粉）
石英經(jīng)過(guò)機械粉碎后，顆粒表面會(huì )產(chǎn)生游離基或離子，形成下列2種基團：
?。?）高嶺土
天然高嶺土主要由片狀結晶的高嶺石組成，其結構單元為由一個(gè)層狀硅氧四面體和一個(gè)鋁氧八面體通過(guò)共同的氧離子連接而成的1:1型層狀硅酸鹽礦物組成。
?。?）滑石
滑石為含鎂硅酸鹽礦物，其結構單元層中，上下兩層為尖端彼此相對的硅氧四面體，中間夾一層硅氧鎂層。
?。?）葉臘石
葉臘石也是一種層狀鋁硅酸鹽礦物，單晶片為T(mén)-O-T型，即兩個(gè)硅氧四面體和一個(gè)鋁氧（羥基）八面體片組成的2:1型結構。
?。?）云母
云母為層狀硅酸鹽礦物，其單元晶體結構由兩個(gè)四面體層和一個(gè)八面體層，八面體位于兩個(gè)四面體之間。
?。?）硅灰石
硅灰石為鏈狀鈣硅酸鹽礦物，其結構由鈣氧八面體共邊形鏈和硅氧四面體共頂角鏈構成。
8、什么是粉體的表面電性？
粉體顆粒表面的電性是由粉體顆粒表面的荷電離子，如H+、OH-等決定的。
粉體顆粒表面的荷電性影響顆粒之間、顆粒與無(wú)機離子、表面活性劑離子及其他化學(xué)物質(zhì)之間的作用力。
等電點(diǎn)是粉體的重要性能之一：當溶液的pH值＞等電點(diǎn)時(shí)，粉體表面荷負電，反之則荷正電。
本文由中國粉體技術(shù)網(wǎng)獨家編輯整理，轉載請聯(lián)系授權，未經(jīng)允許禁止轉載、摘錄、鏡像等操作！
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
