石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

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黏土矿物疏水改性研究现状及发展

黏土矿物疏水改性研究现状及发展

矿物 由一个硅氧四面体 晶片和一个铝氧八面体晶片
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 9 - 1 6
基金项 目: 国家 自然基 金项 目( 5 1 1 7 4 0 0 6 ) ; 安徽省 自然基金项 目( 1 1 0 4 0 6 0 6 M1 2 1 ) ; 安 徽省科技计划项 目( 1 1 0 6 b 0 1 0 5 0 6 3 ) 作者简介 : 高 丽娜 ( 1 9 8 6 一 ) , 女, 硕 士研 究生 , 研究方 向为黏土矿物疏水 聚团沉降 。
第 1 期 2 0 1 4年 2月
矿 产 综 合 利 用
Mu l t i p u r p o s e Ut i l i z a t i o n o f Mi n e r a l Re s o ur c e s
No .1 Fe b . 2 01 4
黏 土 矿 物 疏 水 改 性 研究 现 状 及 发 展
剂、 改性 设备 、 改性效果表征的研究现状 及存在 问题 , 提出 了黏 土矿 物疏 水改性技 术发展 方 向 , 为黏 土矿物 的 应 用提供参考依 据。 关键词 : 黏土矿物 ; 疏水改性 ; 表 面改性剂 ; 设备; 工艺
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 6 5 3 2 . 2 0 1 4 . O 1 . 0 0 5
体片与八面体片组合形式不 同, 将结构层分为 1: 1
层 型 和 2: 1层 型 2个基 本类 型 。1:1 层 型 的黏 土
成较厚水化膜 。水化作用有 以下三方面产生 : ① 静 电吸引 , 水分子为极性分子 , 受黏土表面负电荷静 电 吸引而相互排列聚集在黏土表面 ; ②氢键 , 水分子可 与黏土表面的氧或氢氧基 形成 氢键 , 吸附到黏土表

石英粉的表面改性用途与方法

石英粉的表面改性用途与方法

石英粉的表面改性用途与方法石英粉的表面改性,依据用途不同,可以分为二种:一以以提高石英砂机械性能的涂覆改性,如树酯覆膜的精细铸造砂、油井滤油砂等,其特点是涂层本身只含一层覆盖层,涂层与矿物之间不产生任何化学键;二是以提高石英粉与树酯或高聚物基料相容性的表面化学改性,如用橡胶和塑料的填料,其特点是表面改性剂或覆盖剂与矿粒之间有化学吸附作用。

表面涂覆改性壳型铸造砂是铸造工业中用来生产高干净度产品的一种技术,产品不需进行机械精加工。

这种技术能在大规模的生产中采纳,由于它除能生产优质的铸造表面外,还具有生产速度高、再现性好的特点。

为了得到光滑的加工面,铸膜用表面涂有酚醛树脂或呋喃树脂的细砂粒制成。

这种带有涂层的砂倒入热模板,当温度为200C左右时,树脂软化,并与砂粒粘结在一起。

当壳体或模制品冷却并硬化后,取下模具以供再次铸造用。

表面涂层的砂一般采纳圆形,这样可以削减树脂的用量。

选用不同的涂料可以制成各种品级的涂覆树脂砂。

这种树脂砂既能获得高的熔膜铸造速度,又能保持模具和模芯生产中得到高抗卷壳和抗开裂性能。

树脂涂层覆膜砂的加工方法可分为热法和冷法二种。

在涂覆前应对石英砂进行冲洗、擦洗和干燥。

冷法覆膜砂是在室温下制备。

先将粉状树脂与砂混匀,然后加入溶剂(工业酒精、丙酮或糠醛),再连续混碾至溶剂挥发完,干燥后经粉碎和过筛后即得产品。

但改法有机溶剂用量大,仅用于小量生产。

热法覆膜是将砂子加热进行涂覆。

先将石英砂加热到120~160C,而后与树脂在混砂机中混匀(树脂酸用量为石英砂量的2~5%)。

这时树脂砂被热炒软化,包覆在砂粒表面,随着温度降低而变粘,此时加入乌洛托品分布在砂粒表面,并使砂激冷(乌洛托品作为催化剂可在壳模形成时使树脂固化),再加入硬脂酸钙(防止结块)混合后出砂,然后粉碎、过筛、冷却后即得产品。

此法效果好,适合大量生产。

但工艺较多而杂,需要专门的混砂设备。

采纳呋喃树脂涂覆改性后的砂用于油井钻探。

在采油的第二阶段,用泵将这些砂送到井下的采区,以扩大裂缝和加添产量。

纳米SiO_2疏水改性研究及应用进展

纳米SiO_2疏水改性研究及应用进展

纳米SiO2疏水改性研究及应用进展王 倩1,刘 莉2,张 琴1(1 四川大学高分子科学与工程学院,成都610065;2 广州吉必时科技实业有限公司,广州510510) 摘要 由于与有机基体之间存在良好相容性,疏水纳米SiO2已成为一种广泛应用于有机材料中的重要无机纳米填料。

介绍了纳米SiO2疏水改性的原理方法,综述了纳米SiO2疏水改性最新研究进展及其在硅橡胶、涂料、塑料、化妆品等领域的应用情况,并对今后的研究发展提出了建议。

关键词 纳米SiO2 疏水 改性中图分类号:TQ424.26 文献标识码:BR esearch and Applications of H ydrophobic N ano SilicaWAN G Qian1,L IU Li2,ZHAN G Qin1(1 College of Polymer Science and Engineering,Sichuan University,Chengdu610065;2 Guangzhou G BS High2Tech&Industry Co.Ltd.,Guangzhou510510)Abstract For the fairly good compatibility with organic matrix,hydrophobic nano silica is now one of the most important inorganic nano fillers widely used in organic materials.The mechanism of hydrophobic modification of nano silica is introduced.The current research and applications in silicone rubbers,coatings,plastics and cosmetics,etc are summarized.Some advices for civil researchers are put forward.K ey w ords nano silica,hydrophobic,modification 纳米SiO2具有小尺寸效应、量子隧道效应、特殊光电性等特点,是一种无毒、化学稳定、耐高温的无机纳米填料,在橡胶、塑料、涂料、油墨、化妆品等领域有着重要应用[1]。

亲水性和疏水性聚合物对纳米SiO2的表面改性,无机化学论文

亲水性和疏水性聚合物对纳米SiO2的表面改性,无机化学论文

亲水性和疏水性聚合物对纳米SiO2的表面改性,无机化学论文 近年来,随着纳米技术的不断发展,纳米材料在传感、生物医学、成像和药物输送等方面有广泛的应用。

而纳米SiO2是目前应用最广泛的无机非金属纳米材料之一。

纳米SiO2表面存在不同键合的羟基,主要有三种形式:(1)孤立硅羟基 (Isolated silanols);(2)连生缔合硅羟基 (Vicinal silanols);(3)双生硅羟基(Geminal silanols)。

这些基团具有强烈的吸水性,极易发生团聚。

同时纳米SiO2粒子比表面积大、表面能高、处于热力学非稳定状态,因而具有较高的反应活性,所以在有机相中难以润湿和均匀分散,因此限制了纳米SiO2的实际应用。

为解决纳米SiO2的分散性和与聚合物、有机介质的相容性问题,必须对其表面进行改性。

纳米SiO2表面改性的方法主要有两种:(1)表面物理改性,即通过吸附、涂覆、包覆等物理作用对纳米SiO2进行表面改性;(2)表面化学改性,即通过纳米SiO2表面的羟基与改性剂之间进行化学反应,改变纳米SiO2的表面结构和状态来达到改性的目的,主要有三种方法———酯化法、偶联剂法和表面接枝聚合法。

通过不同的表面化学改性方法合成SiO2/聚合物复合材料,这类复合材料将无机纳米SiO2的光学、电学、力学性能和热稳定性能等与聚合物的易成膜、化学活性和加工性等优异性能结合起来,为新材料的发展提供了一种新途径,所以是材料领域中一个备受关注的研究课题。

本文综述了近几年亲水性、疏水性和两亲性聚合物对纳米SiO2的表面化学改性以及获得的研究进展。

纳米SiO2表面因含有大量未形成氢键的孤立、双生硅羟基,这也就为聚合物对其改性提供了改性条件。

根据分子结构和极性,可将改性聚合物分为三类:(1)亲水性聚合物,如聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(POEM)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚丙烯酰胺(PAM)等;(2)疏水性聚合物,如聚苯乙烯(PSt)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等;(3)两亲性聚合物,如含有季铵基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯即P(DMAEMA-Q)、聚(偏二氟乙烯-共聚-三氟氯乙烯)接枝聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)即P(VDF-co-CTFE)-g-P(SSA-co-MPS)和聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PSt-PGMA)等。

SiO2颗粒的表面改性及分散性能研究的开题报告

SiO2颗粒的表面改性及分散性能研究的开题报告

SiO2颗粒的表面改性及分散性能研究的开题报告
开题报告:
一、研究背景和意义
SiO2颗粒具有广泛的应用前景,因此在工业领域和科学研究中具有重要意义。

但是,未改性的SiO2颗粒往往会聚集在一起,难以分散,从而影响其应用性能。

因此,研究SiO2颗粒的表面改性及分散性能,探究其相关机理,对于有效提高其应用性能具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和方法
本研究旨在通过表面改性的方式提高SiO2颗粒的分散性能,并探究不同表面改性剂对其分散性能的影响。

具体研究内容如下:
1.制备不同表面改性剂改性的SiO2颗粒;
2.通过扫描电镜、透射电镜等测试手段分析改性前后SiO2颗粒的形貌与结构;
3.采用动态光散射仪测定改性前后SiO2颗粒的颗粒分析和分散度;
4.探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响以及其相关机理。

三、研究预期结果
本研究将制备出一系列表面改性剂改性的SiO2颗粒,并通过实验对比其分散性能,并探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响以及其相关机理。

预期结果如下:
1.成功制备出表面改性剂改性的SiO2颗粒;
2.通过实验对比其分散性能,评价不同表面改性剂对其分散性能的影响;
3.探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响机理。

四、研究意义
本研究的结果对于提高SiO2颗粒的分散性能,增强其应用价值具有重要性意义。

同时,也为制备其他无机颗粒表面改性提供一定参考。

以上为本研究的开题报告。

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一,能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。

本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用,综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展,并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。

%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2,是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能,除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等,在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用,以提高复合材料性能,降低成本。

细粒石英的相对润湿性及其浮选行为研究

细粒石英的相对润湿性及其浮选行为研究

细粒石英的相对润湿性及其浮选行为研究米宏成;陈运双;高淑玲;刘文慧;成皓宇【摘要】目前测定粉体接触角的方法主要有压片法和渗透法,但由于难以制得表面光滑的样品,因此压片法应用有很大的局限性.根据Washburn原理,通过测定液体在粉体柱内产生的压差随时间的变化计算不同药剂条件下石英的相对接触角.并结合单矿物浮选试验结果来判断相对接触角是否可以准确表征矿物表面润湿性.结果表明:不同药剂条件下石英回收率与测得的接触角呈正相关,相对接触角越大,回收率越高;在pH值为12、Ca2+浓度为3.75 mmol/L、油酸钠用量为2.81 mmol/L条件下,浮选效果最好.在此基础上,使用JK99C型全自动表面张力仪测定了不同条件下溶液的表面张力,计算了气泡与颗粒黏着单位面积前后自由能的变化,从热力学角度分析了与药剂作用后石英表面润湿性变化及其浮选行为发生变化的原因.%The main methods to measure the contact angle of powders are pressing plate method and capillary penetration method.A commercial contact angle measuring instrument ( JF99A) was ap-plied according to Washburn technique to determine the relative contact angle of quartz under dif-ferent reagent conditions by measuring the changes of the pressure difference over time produced by the liquid in the powderbined with the flotation tests of quartz particles at the same concentrations, the relationship between their recovery and relative contact angle was analyzed, which proved that the relative wetting contact angle can characterize the surface wettability of quartz powders accurately.The flotation recovery was highest under the conditions of pH 12.0, Ca2+con-centration of 3.75 mmol/L and sodium oleate concentrationof 2.81 mmol/L.Moreover, the sur-face tensions at different conditions were measured by a full-automatic tensiometer (JK99A).Un-der each condition, the free energy changes ( ΔG) per unit area before and after the adhesion of bubble and particle were calculated respectively, which could illustrate the influences of reagents on flotation from the perspective of thermodynamics.【期刊名称】《矿产保护与利用》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】7页(P93-99)【关键词】相对接触角;Washburn渗透法;自由能;浮选行为;油酸钠;石英【作者】米宏成;陈运双;高淑玲;刘文慧;成皓宇【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD973+.3引言固体颗粒表面的润湿性及其调节是浮选的核心问题。

改性SiO2粒子制备超疏水表面的研究

改性SiO2粒子制备超疏水表面的研究

be n wi l e . A o tn g n s f b i ae i l n i g o dfe SO2 p ri ls wi t e o — e dey us d c ai g a e twa a rc td va b e d n f mo i d i a t e t o h r c r i c h n
t sa d mo p o o is h f cso u a e mir s u tr so t rc na t n lswe er s a c e r l i n r h lg e .T e ef t f r c e o t eu e n wae o tc g e r e e rh d p ei e e sf r a m.
酰胺 ( M ) 天 津 福 晨 试 剂 厂 ; 烷 偶 联 剂 ( 5 2 : 尔 滨 雪 D F : 硅 G 0 )哈
0 引 言
p u d . An u ta wae ons lr tr— r p l n u f c s o t i e y c ai g o e e l ts ra e wa b a n d b o tn n PVC e me b a e wi h s c ai g a m r n t t i o tn — h g n ,t e a e e t h n b k d.Th spa e s u s d t e ef cso h o a e o e ea o p u dso h u a e p o e - i p rdic s e h fe t ft e d s g fs v r lc m o n n t e s r e r p r f
第 4 第 7期 0卷 21 0 0年 7月
涂 料 工 业
PAI NT & COATI NGS NDUS I TRY

中国无机粉体表面改性技术发展现状

中国无机粉体表面改性技术发展现状

中国无机粉体表面改性技术发展现状郑水林(中国矿业大学北京校区北京 100083)摘要:目前应用的表面改性工业主要有干法工艺、湿发工业、复合工艺三大类;表面改性设备部分是从化工、塑料、粉碎、分散等行业中引用过来的,专用粉体表面改性设备的开发始于20世纪90年代后期;表面改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、有机低聚物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子以及金属氧化物及其盐等;表征技术有直接表征和对表面改性粉体应用性能的表征两种。

本文综述了中国无机粉体表面改性技术的现状并对其主要发展趋势进行了分析和展望。

关键词:无机粉体表面改性改性剂改性机前言以硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氧化物、氢氧化物、碳化物等为主要成分的无机粉体及其复合无机粉体是一类在现代工业、农业、建筑、交通运输、航空航天、环保等领域得到广泛应用的新材料。

这类新型无机粉体材料除了粒度微细且分布合理外,另一个重要特征是表面性质依用途不同进行了表面改性或优化处理,其目的是改善粉体的应用性能,如提高无机粉体的分散性、与复合材料中基料的相容性、改善材料的电性、热性、光性、耐侯性、化学稳定性以及改善复合材料的力学性能等【1】。

在复合材料迅速发展的现代社会,作为复合材料填料的无机粉体已逐渐成为复合材料不可或缺的重要组成部分。

无论是有机/无机复合材料还是无机/无机复合材料,粉体的表面特性,特别是超细粉体和纳米粉体的表面特性,是影响材料性能的关键因素之一。

其它诸如涂料或涂层材料吸附与催化材料等,粉体的表面性质都是决定其材料性能的关键因素之一。

正因为如此,粉体表面改性或表面处理技术已成为粉体加工技术的重要组成部分之一。

中国在这一领域虽然起步较晚,但近二十年来,尤其是近十年来,也有了较快发展【2】。

表面改性技术的主要组成部分是表面改性工艺、设备、表面改性剂及其配方、应用和表征技术等几方面,本文以工业化表面改性或表面处理技术为基点,简要回顾总结我过无机粉体表面改性技术的发展现状及其发展趋势。

改性SiO2纳米颗粒对水基泡沫稳定性影响的研究

改性SiO2纳米颗粒对水基泡沫稳定性影响的研究

改性SiO2纳米颗粒对水基泡沫稳定性影响的研究摘要本文通过观察泡沫体积的衰减过程,以泡沫半衰期作为衡量泡沫稳定性的方式,考察了SDS、CTAB和C12E5三种表面活性剂的种类和浓度等因素对泡沫稳定性的影响规律和及各自稳定泡沫的机制。

在此基础上,本文对SiO2 纳米颗粒进行了表面疏水化修饰,将改性后的SiO2纳米颗粒和表面活性剂以1:1比例配置成不同浓度的溶液,研究了SiO2纳米颗粒的尺寸以及修饰方式等因素对泡沫稳定性的影响规律和机理。

结果显示不同种类的表面活性剂与SiO2纳米颗粒协同作用对泡沫稳定性的影响规律不同,表面疏水化改性后的SiO2纳米颗粒与C12E5共用时,泡沫的稳定性会下降,与SDS 和CTAB协同作用时,能够有效提高泡沫稳定性。

总体而言,复配体系浓度在临界胶束浓度时,泡沫的稳定性最好,在浓度不变的情况下,增大SiO2纳米颗粒的尺寸,会使得泡沫稳定性变差。

关键词:泡沫;稳定性;表面活性剂;表面张力;SiO2纳米颗粒Study on the effect of modified SiO2 nanoparticles on thestability of water-based foamAbstractIn this paper, by observing the decay process of the foam volume, and using the foam half-life as a measure of the stability of the foam, this article examines the influence of the types and concentrations of three surfactants, SDS, CTAB, and C12E5 on the foam stability and their respective principles. On this basis, the SiO2nanoparticles were surface-hydrophobized, and the modified SiO2 nanoparticles and surfactants were prepared in 1:1 ratios into solutions of different concentrations. The results showed that different surfactants and SiO2 nanoparticles had different effects on foam stability. When the surface hydrophobic modified SiO2nanoparticles share with C12E5, the stability of the foam will decrease, but combined with SDS and CTAB, the foam stability can be improved effectively. In general, the foam stability is best when the concentration of the complex system is at the critical micelle concentration, Under the condition of constant concentration, increasing the size of SiO2 nanoparticles will result in poor foam stability.Keywords:Foam;stability;Surfactant;Interfacial tension;SiO2 nanoparticles目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 表面活性剂简介 (1)1.2.1 表面活性剂的定义 (1)1.2.2 表面活性剂的种类和应用 (2)1.2.3 表面活性剂的基本性质 (3)1.2.4 临界胶束浓度 (3)1.3 泡沫简介 (4)1.3.1 泡沫的结构和形成 (4)1.3.2 泡沫的衰变机理 (5)1.4 SiO2纳米颗粒简介 (5)1.4.1 SiO2纳米颗粒稳定泡沫的优势 (5)1.4.2 SiO2纳米颗粒的稳泡机理 (6)1.4.3 SiO2纳米颗粒稳泡的影响因素 (6)1.5 研究内容 (8)第2章单一表面活性剂对泡沫稳定性影响规律的研究 (9)2.1 实验材料及实验仪器 (9)2.1.1 实验材料 (9)2.1.2 实验仪器及装置 (9)2.2 单一表面活性剂泡沫液的泡沫半衰期测量 (10)2.3 单一表面活性剂泡沫液表面张力的测量 (10)2.4 泡沫衰变过程的形态记录 (11)2.5 结果与讨论 (11)2.5.1 单一表面活性剂浓度与泡沫半衰期和表面张力的关系分析 (11)2.5.2 泡沫形态随时间的变化 (14)2.6 本章小结 (16)第3章表面改性SiO2对泡沫稳定性影响规律的研究 (17)3.1 实验材料 (17)3.2 纳米SiO2的疏水化修饰及表征 (17)3.2.1 纳米SiO2的疏水化修饰 (17)3.2.1 表面改性纳米SiO2的表征 (18)3.3 改性SiO2对泡沫稳定性的影响研究 (18)3.4 结果与讨论 (18)3.4.1 疏水化修饰后纳米SiO2的红外光谱 (18)3.4.2 改性SiO2与SDS协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (19)3.4.2 改性SiO2与CTAB协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (21)3.4.3 改性SiO2与C12E5协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (23)3.5 本章小结 (25)第4章结论 (26)致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。

SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展

SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展

SiO 2气凝胶疏水改性方法研究进展1刘明龙,杨德安天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津 (300072)E-mail :m.dragonliu@摘 要:文章综述了对SiO2气凝胶进行疏水改性的技术的最新研究进展,介绍了溶剂置换-表面改性法,直接表面改性法和联合前驱体法三种改性方法的改性机制及各种常用的表面改性剂,并从所制得的最终样品的性能、成本、实用性等方面进行了比较,从而总结出一种较经济实用的制备方法。

关键词:SiO2气凝胶;纳米多孔材料;溶胶-凝胶;疏水型;绝热材料1本课题得到国家自然基金委重点基金项目(10232030),天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 (x06050)的资助。

SiO 2气凝胶是一种具有独特的纳米多孔网络结构的轻质材料,因其极低的折射率、热导率和介电常数,高的比表面积和对气体的选择透过等特性,而在绝热材料、隔音材料、过滤材料以及催化剂载体等众多领域有着广泛的应用前景,尤其在作为高性能绝热材料方面受到了普遍关注。

由于通常方法制备出的SiO 2气凝胶内表面有大量的硅羟基存在,它们不仅会因缩聚而引起凝胶块体产生额外收缩,还能吸附空气中的水分而使气凝胶开裂破碎,严重影响了气凝胶的声、光、电、热、力学等性能,限制了它的应用场合。

因此,只有设法对制备的气凝胶进行疏水改性,增加它在空气中的稳定性和使用寿命,另外,再配合一系列增强、增韧措施,以制成纳米多孔绝热复合材料,才能在保温工程中发挥出它的真正作用。

1. SiO 2气凝胶的疏水改性及原理SiO 2气凝胶通常是由溶胶-凝胶法制备的,开始制得的醇凝胶固态骨架周围存在着大量溶剂(包括醇类、少量水和催化剂),要得到气凝胶,必须通过干燥以去掉其中的溶剂。

然而,在溶剂干燥过程中,由于凝胶纳米孔内气-液界面间产生表面张力,导致邻近的Si-OH 基团发生缩聚反应,形成Si-O-Si 键,从而产生了不可恢复的收缩;另外,这些Si-OH 基团还可以吸附空气中的水分,使表面张力增大,从而使气凝胶块体开裂破碎。

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究近年来,随着科学技术的飞速发展,纳米材料受到越来越多的关注,纳米二氧化硅粉体也在研究和应用方面发挥了独特的作用。

然而,纳米二氧化硅粉体本身具有低表面能,容易与环境中的其他物质发生化学反应,影响其特性表现。

因此,对其表面进行改性显得尤为重要。

本文将从表面性质、改性原理、改性技术三个方面介绍纳米二氧化硅粉体的表面改性研究的进展情况,为后续相关研究和应用提供依据和借鉴。

首先,纳米二氧化硅粉体具有低表面能,容易被环境变化影响,具有极高的比表面积和疏水性,不易与液体及其他组分形成稳定的混合体,且改性后的性能不易稳定。

因此,研究者需要弄清纳米二氧化硅的表面性质,以协助实现对纳米材料的有效表面改性。

其次,纳米二氧化硅的表面改性,主要通过物理、化学或两者相结合的方式,使粉体的表面变得平整和疏水,从而影响材料的表面结构、功能和性能。

物理法是在不改变表面结构的前提下,利用表面热力、压力、电磁力等物理作用,从而改善粒子表面比表面积和疏水性;化学法则是使用有机物质或其它化合物将粉体表面物化,以改变比表面积、疏水性和其他物理和化学性质。

最后,目前,已有许多技术可以用于纳米二氧化硅粉体的表面改性,例如接枝、支化、光化学气相沉积、外加基团、聚合和包覆。

其中,接枝技术和支化技术是近年来被广泛应用的技术,并取得了较好的效果。

在此基础上,光化学气相沉积、外加基团、聚合物和包覆技术等技术也得到了不断发展和完善。

总之,为了发挥纳米二氧化硅粉体的最大潜力,表面改性是必不可少的,近年来的相关研究进展情况表明,物理法和化学法相结合的表面改性技术是其中最重要的一环。

如果未来能够开发出更多更有效的表面改性技术,将会为纳米材料的研究和应用带来极大的便利。

值得一提的是,表面改性需要综合考虑表面形貌、疏水性、比表面积等各种因素,目前研究者仍需要进一步完善纳米二氧化硅粉体表面改性技术,研制出具备良好表面和功能性能的新型纳米材料。

粉体表面改性处理介绍

粉体表面改性处理介绍

2)有机酸及其盐类改性剂
❖高级脂肪酸及其盐 结构通式:RCOOH 为阴离子表面活性剂,其结构和聚合物分子结
构相似,与聚合物基料有一定的相容性。分子一 端为羧基,可与无机填料或颜料表面发生物理、 化学吸附作用,另一端为长链烷基(C16-C18)
作用: 用高级脂肪酸及其盐(如硬脂酸)处理无机填料
或颜料,有一定的表面处理效果 可改善无机填料或颜料与高聚物基料的亲和性, 提高其在高聚物基料中的分散度。 本身具有润滑作用,可使复合体系内摩擦力减
(1)干法改性 干法改性是指颗粒在干态下在表面改性设备中首先进
行分散,然后通过喷洒合适的改性剂或改性剂溶液,在一 定温度下使改性剂作用于颗粒材料表面,形成一层改性剂 包覆层,达到对颗粒进行表面改性处理的方法。这种改性 方法具有简便灵活,适应面广,工艺简单,成本低,改性 后可直接得到产品,易于连续化、自动化等优点,但是在 改性过程中对颗粒难以做到处理均一、颗粒表面改性层可 控等目的。
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概述
1)定义
粉体表面改性
表面改性是指利用各类材料或助剂,采用物理、 化学 等方法对粉体表面进行处理,根据应用的需要有目的地改 善粉体表面的物理化学性质或物理技术性能,如表面晶体 结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和 反应特性等等,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展 的需要。
亲水基的性质
硅烷偶联剂亲水基也称水解性基团,遇水可分解成 活性硅醇(≡Si-OH),通过硅醇和无机矿物表面反应, 形成化学结合或吸附于矿物表面 X为—OCH3和—OC2H5,水解速度缓慢,产物
醇为中性物质,用水介质进行表面改性。 X为—OC2H4OCH3基团,不仅保留水解性,还
能提高水溶性、亲水性,应用更为方便

疏水化改性纳米纤维素的制备及应用研究进展

疏水化改性纳米纤维素的制备及应用研究进展

疏水化改性纳米纤维素的制备及应用研究进展ZHANG Heng;GAO Hongkun;WANG Zhe;ZHU Xiaolong;LIU Dongyang【摘要】综述了疏水化改性纳米纤维素的研究进展,从表面吸附改性、对表面羟基化学改性和接枝共聚改性3个方面论述了对纳米纤维素的疏水化改性研究,介绍了疏水改性纳米纤维素及其衍生物在乳液和泡沫稳定方面以及在造纸、气凝胶和膜材料领域中的应用,并对其发展进行了展望,为其广泛应用提供了参考.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2019(053)001【总页数】6页(P61-66)【关键词】纳米纤维素;疏水化改性;分散;乳化【作者】ZHANG Heng;GAO Hongkun;WANG Zhe;ZHU Xiaolong;LIU Dongyang【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ352.79目前,乳状液的稳定大多依赖于表面活性剂的使用,但是表面活性剂大多来自化石能源,而且表面活性剂的应用日益危害到生态环境和人类的生活与健康[1-4]。

因此,用可降解的环境友好型生物材料来取代表面活性剂一直是国内外研究的热点[5]。

纤维素是自然界中主要由植物通过光合作用合成的取之不尽、用之不竭的天然高分子 , 具有原料来源广泛、价格低廉、可通过自然循环进行再生、降解的特点,是一种绿色环保型材料。

纤维素具有亲水性的醇羟基,通过对纤维素的加工和改性,能够使纤维素具有亲水亲油性,从而具备表面活性剂的功能,可以用来取代表面活性剂,对保护环境和人类的健康有着深远的意义[6]。

与粉体纤维素以及微晶纤维素相比, 纳米纤维素有许多优良性能, 如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性等[7]。

纳米纤维素具有较大的比表面积,化学反应的可及性较大,表面多孔,结构疏松,化学反应时试剂容易渗入,大大提高了反应的均一性;并且纳米纤维素表面众多的羟基可以发生一系列的酯化、醚化等化学反应,不仅可以改变其溶解性还可以赋予它特殊功能性。

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究一、本文概述随着纳米科技的飞速发展,纳米二氧化硅粉体因其独特的物理化学性质,在众多领域如橡胶、塑料、涂料、陶瓷、医药和化妆品等中得到了广泛的应用。

然而,纳米二氧化硅粉体的高比表面积和强表面能使得其极易发生团聚,这不仅影响了其性能的发挥,也限制了其在某些领域的应用。

因此,对纳米二氧化硅粉体进行表面改性,提高其分散性和稳定性,成为了当前研究的热点之一。

本文旨在探讨纳米二氧化硅粉体的表面改性研究,通过对表面改性方法、改性剂种类和改性效果等方面的深入研究,为纳米二氧化硅粉体的应用提供理论支持和实践指导。

文章首先介绍了纳米二氧化硅粉体的基本性质和表面改性的重要性,然后综述了目前常用的表面改性方法,包括物理法、化学法和复合法等,并分析了各种方法的优缺点。

接着,文章重点研究了不同改性剂对纳米二氧化硅粉体表面改性的效果,通过对比实验和表征分析,揭示了改性剂种类、用量和改性条件等因素对改性效果的影响。

文章对纳米二氧化硅粉体表面改性的未来发展趋势进行了展望,提出了一些有待进一步研究的问题和方向。

本文的研究结果不仅有助于深入理解纳米二氧化硅粉体的表面改性机制,也为优化改性工艺、提高改性效果提供了有益的参考。

本文的研究也有助于推动纳米二氧化硅粉体在各个领域的应用,促进纳米科技的进一步发展。

二、纳米二氧化硅粉体的基本性质纳米二氧化硅粉体是一种无机纳米材料,因其独特的物理化学性质,在众多领域有着广泛的应用。

其基本性质主要表现在以下几个方面:粒径与比表面积:纳米二氧化硅粉体的粒径通常在1-100纳米之间,这使得其比表面积远大于常规材料。

高比表面积赋予了纳米二氧化硅优异的吸附性能和反应活性。

表面能:由于纳米二氧化硅粉体的高比表面积,其表面能也相对较高。

这使得纳米二氧化硅易于团聚,从而影响了其分散性和应用性能。

表面羟基:纳米二氧化硅粉体表面存在大量的羟基(-OH),这些羟基不仅使纳米二氧化硅具有亲水性,还为其表面改性提供了反应位点。

了解石英砂粉体表面改性

了解石英砂粉体表面改性

了解石英砂粉体表面改性1、石英砂粉体为什么要表面改性(1)更改石英砂粉体表面的亲油性、浸润性、吸油率、黏度等;(2)改善石英砂粉体作为填料与有机聚合物的相容性、亲和性、分散性和流动性等;(3)提高石英砂粉体填料与有机聚合物相界面之间的结合力;(4)提高复合材料的性能。

2、石英砂粉体表面涂敷改性石英砂粉体表面涂敷改性是利用树脂或高聚物等对石英砂粉体表面进行“覆膜”,如用吠喃树脂涂敷石英砂,用于油井钻探时可提高油井的产量;用酚醛树脂涂敷石英砂,可提高精细铸造砂的黏结性能,涂覆改性铸造石英砂不仅具有较高的熔模铸造速度,还可保持模具和模芯在生产中得到较高的抗开裂和抗卷壳性能。

在涂敷改性之前一般要对石英砂粉体进行必要的擦洗和干燥,可分为冷法涂覆和热法涂覆两种。

树脂冷法涂敷石英砂工艺树脂热法涂敷石英砂工艺采纳树脂冷法涂敷石英砂由于冷法要使用大量的溶剂,故仅用于少量生产。

树脂热法涂敷石英砂的涂敷效果较好,适合大量生产,但其工艺较多而杂难控,需专门的混砂设备。

影响石英砂涂敷改性效果的重要因素有石英砂颗粒的形状、比表面积、孔隙率、涂敷聚合物的种类及用量、涂敷工艺方法等。

3、石英砂粉体表面化学改性(1)石英砂粉体干法表面化学改性石英砂粉体干法表面化学改性是将干燥后的石英砂粉体与改性剂处理液进行高速搅拌分散,同时进行加热处理。

该工艺具有流程简单、作业快捷、投资少和改性剂适用性好等特点。

(2)石英砂粉体湿法表面化学改性石英砂粉体湿法表面化学改性是利用配置好的表面改性剂和助剂混合配成的处理液,在搅拌分散和肯定温度条件对石英砂粉体进行表面改性,之后进行脱水、干燥。

与干法工艺相比,湿法工艺具有改性剂分散好、粉体表面包覆均匀等特点,不过湿法需脱去水分(过滤和干燥),故适用于各种可水溶或水解的改性剂,以及前段为湿法粉磨工艺而后段又需干燥的工艺流程。

(3)石英砂机械粉磨与化学包覆改性石英砂机械粉磨与化学包覆改性是指在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加改性剂,随着石英砂粉体粒度减小的同时,对其颗粒进行表面改性。

粉石英的超细粉碎--表面改性研究

粉石英的超细粉碎--表面改性研究

粉石英的超细粉碎--表面改性研究
杨慧芬;范春平;李洁
【期刊名称】《中国非金属矿工业导刊》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】本文利用搅拌磨对粉石英进行了超细粉碎-表面改性研究,考查了磨矿时间、改性剂用量、球矿比、固液比、搅拌强度因素对产品质量和性能的影响.
【总页数】2页(P35-36)
【作者】杨慧芬;范春平;李洁
【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学土木
与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083【正文语种】中文
【中图分类】TD973.3;TD985
【相关文献】
1.硅烷偶联剂KH-560对粉石英的表面改性研究 [J], 林鹏;浦丽莉;栾敏杰
2.粉石英尾砂超细粉碎研究 [J], 邓慧宇;余志伟
3.粉体撞击流超细粉碎与表面改性研究 [J], 刘雪东;李凤生;张智宏
4.粉石英尾砂的超细粉碎 [J], 无
5.粉石英表面改性研究 [J], 余志伟
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一种疏水性石英微粉及其一体化生产工艺和应用[发明专利]

一种疏水性石英微粉及其一体化生产工艺和应用[发明专利]

专利名称:一种疏水性石英微粉及其一体化生产工艺和应用专利类型:发明专利
发明人:莫海林,杨科
申请号:CN201310317967.8
申请日:20130726
公开号:CN103342902A
公开日:
20131009
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种疏水性石英微粉及其一体化生产工艺和应用。

该疏水性石英微粉的平均粒径为1~75μm,疏水性石英微粉中含氟有机硅偶联剂的质量百分含量为0.2%~3%;采用含氟硅烷偶联剂对石英微粉进行表面接枝改性,可以有效地提高石英微粉的疏水性和分散性,大大提高了传统石英微粉的附加值;可将其用作环氧树脂的填料,以制备具有较强疏水性的户外环氧树脂产品。

此外,通过将选矿、粗碎、细磨、疏水改性、分级、收集等多步工艺实现一体化,操作简单,减少了人工成本;此外,通过控制硅烷偶联剂的喷洒速度,可以简便有效地调节石英微粉表面硅烷偶联剂的接枝度,从而方便地调控石英微粉的疏水性和分散性。

申请人:资源县天盛新型材料开发有限公司
地址:541400 广西壮族自治区桂林市资源县旅游局三楼
国籍:CN
代理机构:长沙市融智专利事务所
代理人:颜勇
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石英粉体表面疏水化改性及其讨论进展
(石英)的重要成分是SiO2,是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐
高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能,除应
用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等,在塑料、橡胶、油漆涂料、
电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用,以提高复合材料性能,降低
成本。

改性原理和改性方法是改性技术的基础,改性剂的选择、工艺设
备及掌控条件、产品检测方法在改性过程中尤为紧要。

1改性原理
粉体(表面改性)的原理和方法是相互关联的,改性原理决议着
改性的方法。

由于石英粉体表面的亲水性,很难与有机高分子材料相容,为此需对其表面进行改性,使其表面性质由亲水性变为疏水性,从而改
善石英粉体粒子表面的浸润性,使粉体粒子在有机化合物中更简单分散。

当前对石英粉体表面改性技术要求越来越高,提高改性效果同时
降低成本。

且在不同领域的应用中,对石英粉体的纯度、粒度、白度及
改性后效果等有不同要求。

一般来说,石英粉体的颗粒越细,比表面积
越大,表面活性羟基越多,越易进行化学反应,改性后效果更好。

现在
关于纳米二氧化硅表面改性讨论报告越来越多。

陈颖敏等分别采纳硅烷
偶联剂KH-570、BYK-163和钛酸酯偶联剂NDZ-201对纳米二氧化硅
进行表面改性,结果表明,KH-570改性效果最好,用量为5%,反应
30min,对丙烯酸聚氨酯防腐涂料的各项性能均有较大提高。

石英等硅酸盐矿物经机械粉碎后,新生表面上产生游离基或离子,在外界条件作用下,表面产生Si-OH,Si-O-Si和Si-OHH等几种基团,易与外来的官能团发生键合,达到改性目的,为表面改性供给了基础。

在改性过程中,温度,改性剂的选择、用量及处理方法,改性工艺
等是影响改性效果的重要因素。

2改性方法及工艺
2.1改性方法
对石英粉体有机表面改性的方法很多,但仅靠物理吸附于石英粉
体表面,不仅改性效果不好,易在搅拌、洗涤等过程中脱落,而且在应
用中也无法过多加添产品性能。

高能改性成本高,技术多而杂,很难实
现工业化生产。

机械力化学改性是对粉体机械粉碎,时期表面产生临时
活性点,降低表面改性活化能。

如李建强等用硅烷偶联剂KH-570对石
英砂改性,将改性剂、乙醇和水置于球磨机中干法改性,与湿法改性进
行比较。

化学包覆改性是石英粉体表面改性最常用的方法,如偶联剂改
性和聚合物接枝法改性。

成键机理是与石英粉体表面形成共价键,如偶
联剂的改性原理,偶联剂水解产生硅醇基,与石英粉体表面的硅羟基脱
水缩合,形成共价键。

此法成本较低,改性效果高,且改性产品保持稳
定性能时间较长。

2.2改性工艺
在工业生产中大都采纳机械力干法改性,在粉碎的同时喷入配置
好的改性剂,次法可以缩短工业流程,并且在粉碎过程中产生临时活性
点和高温,有利于表面改性的进行,产品不需要脱水干燥。

但是改性效
果相比于湿法差距大,改性很难均匀化,局部高温可能会破坏改性剂,
对工艺过程不好掌控。

干法改性后石英粉体在工业应用中属于粗级产品,广泛应用于塑料、建材及橡胶等行业。

湿法改性是将石英粉体和改性试
剂一起浸泡加热,搅拌,脱水干燥,较干法工艺多而杂,但改性效果好,一般应用于薄膜、涂料等高端行业。

武江红等用乙烯基三(-甲氧基乙
氧基)硅烷对纳米SiO2粒子进行表面改性,将改性剂,改性助剂及粉
体制成滤饼,80℃下烘干8h,得到改性产品。

干-湿法结合改性过程中,对试剂加量和改性时间要求高,出料后高温烘干,试剂量多,石英粉体
易聚集,量少则改性剂不易分散,改性效果差。

3改性剂
对石英粉体改性的改性剂重要有硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛
酸酯偶联剂等。

工业上常用脂肪酸和一些阳离子表面活性剂(如十六烷
基三甲基溴化铵等)对石英粉体表面改性,这些改性剂价格低廉,工艺
简单,但改性效果一般,改性后属于粗级产品。

硅烷偶联剂对石英粉体
表面改性效果最好,但成本较高,铝酸酯和钛酸酯偶联剂成本较低,改
性较简单,但改性效果比硅烷偶联剂差,原因在于硅烷偶联剂与石英粉
体表面的硅羟基缩水键合所需能量较高,而铝酸酯和钛酸酯偶联剂中的
Al3+、Ti3+半径大,很简单与硅羟基缔合,结合在石英粉体表面,较之
Si-O-Si键键级低,不如硅烷偶联剂改性后效果稳定。

用铝酸酯和钛酸酯偶联剂对石英粉体改性时,偶联剂的水解几乎
是不能加水的,否则很简单屏蔽偶联剂,形成乳状物,在有机溶剂中溶
解使用效果最好,如甲苯,丙酮等。

而假如硅烷偶联剂不水解,则很难
与石英粉体表面发生键合。

高正楠等用硅烷偶联剂KH-550对二氧化硅
表面改性的讨论中,用电导率测量和红外光谱讨论了硅烷偶联剂KH-
550的水解工艺,结果表明采纳水/乙醇混合溶剂,KH-550水解体积分
数为15.75%。

当前对二氧化硅粉体的表面接枝改性讨论较广泛,通过化学反应
将聚合物键合在二氧化硅粉体表面,以聚合物所带的多种活性基团,再
次进行化学反应。

此法可以增多对改性剂的选择,有助于不同领域的应
用效果,且对粉体包覆效果好,可削减对机械的磨损。

但由于活性基团
过多,对反应难以掌控,应用于工业生产难度较大。

改性剂支链越长,由于空间位阻,对改性过程越不利。

有讨论证
明偶联剂复合改性的效果比单一改性效果要好,两种偶联剂相互缠绕交联,使改性反应基团增多。

如林金辉等人利用球磨机对粉石英进行机械
力化学改性,当硅烷偶联剂KH-570与铝酸酯偶联剂DL-411质量比为1∶1,总用量为0.7%时,改性效果较单一改性好,且复合改性后,对填充在制品中的力学性能有很大提高。

4进展趋势
当前对改性的石英粉体粒度要求趋于超细化,纳米石英粉体具有
三维网状结构,具有优越的稳定性、增稠性、触变性、电绝缘性、汲取
性及削光性等性能,在浩繁应用领域内独具特性,有着不可取代的作用,具有很好的进展前景。

但极易团聚,表面有大量的活性点,易吸附各种
原子和分子。

由于具有良好的透光率和红外线反射本领等,被大量应用
于薄膜、涂料等领域中。

但纳米石英粉体的制备较之微米级成本高,市
场需求大。

对于不同应用领域,对改性石英粉体的要求各有差异,如应用于
塑料薄膜,则要求石英粉体粒度要求高,粒度太大,则无法吹膜,且薄
膜的力学性能会大力下降。

改性剂不同,填充的聚合物也会不同,由于
不同的化学基团结构相容程度差异较大。

如带有链烯基、氯烃基的偶联
剂改性后石英粉体被大量填充于PE中,被带有多硫烃基的偶联剂改性
后则大量填充于橡胶中。

随着科学技术的进展,石英粉体的改性技术会
变得更行业化、更简单高效。

改性剂多能性会加强,适用范围更广,成
本更低,改性效果更优异。

5结论
由于石英粉体的特性,在各行业的应用价值极高,将来将会在科
技进展和社会生活中得到更好的开发。

随着社会需求的加添,技术的进展。

石英粉体粒径会细小化,球形化。

超细石英粉体的的制备技术会更
合理,更经济,会大幅提高石英粉体本身的应用价值。

随着生产设备的
不断提高,高端改性技术会日趋工业化,将极大拓宽其应用领域。

总之,我国的石英粉体改性讨论已经取得重点成果,将来必在一些未知应用领
域中大放异彩。

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