在高聚物基料中添加硅微粉填料，不僅可降低高分子材料成本，還可提高材料的尺寸穩定性，并賦予材料抗壓、抗沖擊、耐腐蝕、阻燃、絕緣性等特殊的物理化學(xué)性能。
如何提高硅微粉在高聚物中的流動(dòng)性，降低其粘度，提高整體填充率一直是行業(yè)內比較熱門(mén)的研究方向，而硅微粉的這些性能，很大程度上取決于其吸油值的大小。
吸油值也稱(chēng)樹(shù)脂吸附量，表示填充劑對樹(shù)脂吸收量的一種指數。在實(shí)際應用中，大多數填料用吸油值這個(gè)指標來(lái)大致預測填料對樹(shù)脂的需求量。吸油值不同，則粉體填料的粒度、比表面積、分散性、潤濕程度、吸附性能不同，從而影響粉體與高聚物作用的相容性，所以吸油值直接影響材料質(zhì)量、性能及用途。
圖1 粉體吸收油的兩種主要形態(tài)
吸油值與粉體的大小、形狀、分散與凝聚程度、比表面積及顆粒的表面性質(zhì)有關(guān)。但由于硅微粉主要作為填充料用于相關(guān)行業(yè)，對粒徑的要求很高，故通過(guò)增大粒徑來(lái)降低比表面積從而降低吸油值的方式有一定的局限性。因此，由圖1可知，如何減少硅微粉顆粒表面和空隙的油（樹(shù)脂）是降低其吸油值的關(guān)鍵。
1、試驗方法
?。?）實(shí)驗原料
天然石英原礦分別通過(guò)球磨、振動(dòng)磨、氣流磨分級系統制作的平均粒徑在2.5-3.0μm的超細硅微粉；
平均粒徑為20±0.5μm硅微粉成品及其產(chǎn)生的布袋除塵粉；
三種平均粒徑為20±0.5μm的硅微粉（普通硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉）。
2、研磨設備對硅微粉吸油值的影響
表1 不同研磨分級設備生產(chǎn)硅微粉粒徑分布及吸油值
由表1可知，球磨機、振動(dòng)磨和氣流磨所得硅微粉樣品的平均粒徑差別不大，故可認為三者因粒徑引起的吸油值變化不大。但三者的吸油值檢測結果為：氣流磨>球磨機>振動(dòng)磨，主要是振動(dòng)磨硅微粉樣品在整個(gè)體系中粗細微粉分布較好，細顆粒較好的填充中粗顆粒之間，增大了整個(gè)體系的填充性，使得分布在顆?？障吨械挠蜏p少，從而整體降低了整個(gè)系統的吸油值。
表2 不同研磨分級設備生產(chǎn)硅微粉的振實(shí)密度
由表2可知，振動(dòng)磨硅微粉樣品的振實(shí)密度最高，進(jìn)一步驗證良好的粒徑分布可有效降低粉體間的空隙率，提高粉體填充性。
3、原有粉體系統中添加微粉對硅微粉吸油值的影響
表3 硅微粉成品及布袋除塵粉粒徑分布
表3為20±0.5μm硅微粉成品和其生產(chǎn)過(guò)程中布袋產(chǎn)生的除塵粉的粒徑分布，圖2為硅微粉成品中按不同比例添加布袋除塵粉引起的吸油值變化（此舉為模擬生產(chǎn)過(guò)程中調節風(fēng)門(mén)和分級頻率控制旋風(fēng)收集和布袋除塵出料比）。
圖2 硅微粉成品中添加布袋除塵粉引起的吸油值變化
由圖2可知，當布袋除塵粉添加量控制在4%左右時(shí)，能夠有效填充硅微粉成品中顆粒與顆粒產(chǎn)生的空隙，從而降低系統吸油值。但隨著(zhù)布袋除塵粉的持續增加，系統吸油值迅速升高，這是因為在硅微粉成品顆粒填充飽和后，新的布袋除塵粉之間又形成新的顆粒間隙，同時(shí)微粉粒徑較小，比表面積較大，表面能升高，其表面也具有較高的吸油能力，造成系統吸油值升高。
在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過(guò)調節分級頻率和風(fēng)門(mén)大小來(lái)控制硅微粉顆粒大小比例，從而降低硅微粉成品的整體吸油值。
4、改性劑對硅微粉吸油值的影響
圖3 不同硅微粉在電子顯微鏡下的分散狀況
圖3為平均粒徑為20±0.5μm硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉在電子顯微鏡下的照片，由圖可知，硅微粉分散性大小為硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉>鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉>平均粒徑為20±0.5μm硅微粉。
表4 不同改性硅微粉產(chǎn)品的吸油值
表4為平均粒徑為20±0.5μm硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉吸油值對比：平均粒徑為20±0.5μm硅微粉>鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉>硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉。
改性劑可降低硅微粉表面吸附油脂的能力，減少粉體團聚產(chǎn)生的粒子間空隙，從而降低粉體吸油值，且硅烷偶聯(lián)劑對硅微粉的改性效果較為明顯。
5、結論
?。?）采用振動(dòng)磨分級系統生產(chǎn)的硅微粉的填充性較氣流磨和球磨機較高，故其吸油值最低。
?。?）硅微粉成品中添加一定比例的微粉可有效減少粉體系統顆粒間隙，從而降低產(chǎn)品吸油值。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據生產(chǎn)不同粒徑的粉體，調節分級頻率和風(fēng)門(mén)大小，有效改變所產(chǎn)生布袋除塵粉的量，從而提高旋風(fēng)收集產(chǎn)品的吸油值。
?。?）改性劑對粉體吸油值影響明顯，其中又以硅烷偶聯(lián)劑對硅微粉改性效果最佳。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要根據不同行業(yè)需求，選擇不同的硅烷偶聯(lián)劑。
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