硅灰石作為功能性填料在熱塑性復合材料中具有巨大的應用潛力,可提高機械強度、熱穩定性和阻燃性,從而取代玻璃纖維和滑石等其他常規填料,由于硅灰石作為硅酸鹽礦物的性質(zhì),硅灰石表面容易與水的羥基相互作用,從而導致硅灰石不能與非極性聚合物基體完全偶聯(lián)。而硅灰石如果經(jīng)過(guò)表面處理能夠達到增強增韌的目的。
1、表面改性方法
?。?)粉體表面有機改性是在無(wú)機顆粒表面通過(guò)物理吸附、化學(xué)吸附或化學(xué)反應改變無(wú)機顆粒表面性質(zhì)的方法,其中聚合物或有機化合物作為表面改性劑。根據所用的有機表面改性劑的種類(lèi),無(wú)機粉體表面有機改性可以分為偶聯(lián)劑改性表面活性劑改性、有機硅改性、聚合a物或樹(shù)脂改性、不飽和有機酸改性和水溶性高分子改性等。
?。?)無(wú)機改性是指通過(guò)在一種粉體表面包覆或復合金屬、無(wú)機氧化物、氫氧化物等優(yōu)化粉體材料的性能或賦予粉體材料新功能的方法,這也是無(wú)機/無(wú)機復合功能粉體材料,即所謂“核殼”型無(wú)機復合粉體材料的制備方法,這種復合粉體材料表面包覆或a復合的無(wú)機物(金屬、無(wú)機氧化物、氫氧化物等)。粉體表面無(wú)機包覆改性的方法有多種?,F有方法大致可分為物理法和液相化學(xué)法兩種。
?。?)機械力化學(xué)改性是利用強烈機械作用有目的性地對激活粉體表面從而一定程度上改變顆粒表面的晶體結構、物理化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)吸附等
2、表面改性效果表征
粉體改性效果的表征是通過(guò)考察改性粉體填充形成的樣品性能,如力學(xué)性能便可以直接評價(jià)粉體的改性效果,這種表征做法由于結果可靠而被廣泛應用。此外對改性產(chǎn)物進(jìn)行測量,對比改性前后表面性質(zhì)的變化,也可以達到預先評價(jià)改性結果的目的。
?。?)接觸角:接觸角是指在三相交接處(氣、液、固),固、液兩相界面張力與液、氣兩相界面張力的夾角。一般情況下硅灰石在水中的接觸角越大,說(shuō)明改性效果越好。
?。?)活化指數:無(wú)機填料或顏料粉體因為相對密度較大,所以會(huì )在水中自然沉降。有機表面改性劑是非水溶性的表面活化劑,因此,無(wú)機粉體經(jīng)表面改性處理后,在表面發(fā)生從極性到非極性的變化,會(huì )對水表現出較強的非潤濕性。這種細小顆粒具有巨大的表面張力使其在水中漂浮。所以也可以根據活化指數的大小來(lái)判斷改性效果的優(yōu)劣。
?。?)紅外光譜法:對硅灰石的改性效果表征國內應用較多的分析儀器為紅外光譜儀。這是利用分子中化學(xué)鍵以及官能團在對應頻率紅外光照射下吸收頻率不同的原理,檢測硅灰石改性前后化學(xué)鍵或者官能團是否發(fā)生變化。
資料來(lái)源:《徐昊.硅灰石粉體表面改性及其機理研究[D].沈陽(yáng)理工大學(xué),2021.》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉載請注明出處!
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