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| 一文了解石英砂粉體表面改性 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2017-04-27 09:13:14 瀏覽次數： |
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1、石英砂粉體為什么要表面改性
?。?）改變石英砂粉體表面的親油性、浸潤性、吸油率、黏度等；
?。?）改善石英砂粉體作為填料與有機聚合物的相容性、親和性、分散性和流動(dòng)性等；
?。?）提高石英砂粉體填料與有機聚合物相界面之間的結合力；
?。?）提高復合材料的性能。
2、石英砂粉體表面涂敷改性
石英砂粉體表面涂敷改性是利用樹(shù)脂或高聚物等對石英砂粉體表面進(jìn)行“覆膜”，如用吠喃樹(shù)脂涂敷石英砂，用于油井鉆探時(shí)可提高油井的產(chǎn)量；用酚醛樹(shù)脂涂敷石英砂，可提高精細鑄造砂的黏結性能，涂覆改性鑄造石英砂不僅具有較高的熔模鑄造速度，還可保持模具和模芯在生產(chǎn)中得到較高的抗開(kāi)裂和抗卷殼性能。
在涂敷改性之前一般要對石英砂粉體進(jìn)行必要的擦洗和干燥，可分為冷法涂覆和熱法涂覆兩種。
樹(shù)脂冷法涂敷石英砂工藝
樹(shù)脂熱法涂敷石英砂工藝
采用樹(shù)脂冷法涂敷石英砂由于冷法要使用大量的溶劑，故僅用于少量生產(chǎn)。樹(shù)脂熱法涂敷石英砂的涂敷效果較好，適合大量生產(chǎn)，但其工藝較復雜難控，需專(zhuān)門(mén)的混砂設備。
影響石英砂涂敷改性效果的主要因素有石英砂顆粒的形狀、比表面積、孔隙率、涂敷聚合物的種類(lèi)及用量、涂敷工藝方法等。
3、石英砂粉體表面化學(xué)改性
（1）石英砂粉體干法表面化學(xué)改性
石英砂粉體干法表面化學(xué)改性是將干燥后的石英砂粉體與改性劑處理液進(jìn)行高速攪拌分散，同時(shí)進(jìn)行加熱處理。該工藝具有流程簡(jiǎn)單、作業(yè)靈活、投資少和改性劑適用性好等特點(diǎn)。
（2）石英砂粉體濕法表面化學(xué)改性
石英砂粉體濕法表面化學(xué)改性是利用配置好的表面改性劑和助劑混合配成的處理液，在攪拌分散和一定溫度條件對石英砂粉體進(jìn)行表面改性，之后進(jìn)行脫水、干燥。與干法工藝相比，濕法工藝具有改性劑分散好、粉體表面包覆均勻等特點(diǎn)，不過(guò)濕法需脫去水分（過(guò)濾和干燥），故適用于各種可水溶或水解的改性劑，以及前段為濕法粉磨工藝而后段又需干燥的工藝流程。
（3）石英砂機械粉磨與化學(xué)包覆改性
石英砂機械粉磨與化學(xué)包覆改性是指在機械力作用或細磨、超細磨過(guò)程中添加改性劑，隨著(zhù)石英砂粉體粒度減小的同時(shí)，對其顆粒進(jìn)行表面改性。
該復合改性工藝的特點(diǎn)是工藝較簡(jiǎn)單，某些改性劑同時(shí)具有助磨作用，可提高粉碎效率，但是其溫度難控制，同時(shí)顆粒不斷被粉碎，產(chǎn)生新的表面，改性劑包覆難以均勻。此外，粉磨設備在強烈機械力作用過(guò)程中產(chǎn)生局部高溫，使部分改性劑分解或分子結構被破壞。
4、如何評價(jià)石英砂粉體表面化學(xué)改性效果？
通過(guò)改性效果的評價(jià)，可篩選改性效果最佳的工藝條件。
（1）活化指數
活化指數是衡量石英砂粉體疏水化改性效果的重要指標，活化指數越大，說(shuō)明疏水化改性效果越好。
（2）吸油值
吸油值是石英砂粉體改性最主要的直接指標之一，特別是對于在高聚物基料中應用的石英砂填料，填料吸油值大小會(huì )直接影響復合材料的加工性能以及填充量。
吸油值越大，說(shuō)改性產(chǎn)物與有機物的相容性越差，同時(shí)也表明了改性效果越差，反之越好。
（3）紅外光譜
紅外光譜可作為檢測石英砂粉體表面是否包覆改性劑的重要手段。每一種官能團或鍵在紅外譜圖中有相應的特征吸收峰，通過(guò)對改性前后石英砂粉體進(jìn)行紅外光譜分析，對比特征峰的變化，就可看出改性是否有效，此方法已在實(shí)踐中得到廣泛的應用。
（4）掃描電鏡SEM
對改性前后的石英砂粉體進(jìn)行電鏡掃描，觀(guān)察粉體的表面形貌以及改性劑在其表面的包覆情況、分散性的變化，直接反映粉體改性表面包覆的效果。
5、石英砂粉體表面化學(xué)改性研究進(jìn)展
石英砂表面化學(xué)改性常用的改性劑有硅烷偶聯(lián)劑（氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯基、三甲基、甲基和乙烯基）、鋁酸鹽偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸復合劑等，其中主要使用的是硅烷偶聯(lián)劑。
經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的石英砂粉體用于高聚物基電器設備材料的填料，可改善其抗彎強度，提高其耐紫外線(xiàn)照射的能力，而且因其擊穿后沒(méi)有嚴重熏黑現象，使其耐微小漏電性能好。
采用鈦酸酯偶聯(lián)劑對石英尾砂進(jìn)行了表面改性，改性后的石英尾砂礦最高使用溫度為21℃，有良好的防水性能?？勺鳛榫垡蚁┑人芰系奶畛鋭?，在保證制品的加工性和物理機械性能的前提下，適當提高填充量，降低成本。
采用鋁酸酯偶聯(lián)劑及硬脂酸復合劑對石英砂粉體進(jìn)行干法改性，作為橡膠填料時(shí)，可明顯改善其力學(xué)性能。
用于涂料、皮革制品、化妝品等消光劑的高孔隙率超細石英砂，一般采用脂肪酸（如硬脂酸）和聚乙烯蠟進(jìn)行表面包覆改性。
陽(yáng)離子表面活性劑，如十六烷基三甲基溴化銨，也可用于石英砂粉體的表面改性。由于石英砂粉體的等電點(diǎn)較低，故粒子在水介質(zhì)中通常荷負電，且隨pH值升高，荷電點(diǎn)增多。用陽(yáng)離子表面改性劑進(jìn)行表面處理后，粒子表面的負電荷逐漸減少，最后可轉變?yōu)楹烧姷牧Ｗ印?/span>
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