粉体改性方法与工艺

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粉体表面改性的研究进展

粉体表面改性的研究进展物理改性中的热处理和球磨是两大常见且有效的方法。

热处理可以改变粉体表面的化学成分和结构，从而影响其性能。

比如通过高温热处理，可以在粉体表面形成高熵合金、氧化层等，改善其力学性能和耐腐蚀性。

球磨作为一种粗糙化技术，可以通过改变粉体表面形貌提高其活性。

通过改变球磨参数，甚至可以将一种粉体转变为另一种具有完全不同性能的粉体。

化学改性方法中，溶剂处理技术被广泛应用于许多工业领域，如环保、能源及催化剂等。

这种方法主要通过选择不同的溶剂来改变粉体表面的化学组成和物理状态，进而达到优化粉体性能的目的。

化学气相沉积（CVD）这种技术已成功地用于粉体表面的加工改性，能显著改善包括磁性、电性、光学性、催化性在内的多种性能。

化学吸附和化学反应也是现阶段常用的化学改性方法，其中化学吸附主要通过在粉体表面吸附不同的化学物质来调整其性能，而化学反应则可以在粉体表面制备复合薄膜，提高其功能性。

需要注意的是，粉体表面改性不仅影响粉体的性能，也会影响到其环境适应性、经济性和安全性等方面。

因此，在粉体表面改性研究中，除了追求性能优化，还需要充分考虑这些因素，使改性后的粉体既具有良好性能，又具有广阔的应用前景。

最近的研究还向生物改性方向发展，如通过酶催化，生物胶凝等方式对粉体进行改性，让粉体获得新的功能和特性。

还有通过物理、化学和生物的组合方式对粉体进行多重改性，使粉体在多个方面都具有优越性能。

总的来说，粉体表面改性技术的研究已经取得了显著的进展，在许多领域都得到了广泛的应用。

然而，由于粉体的复杂性，粉体表面改性仍然面临许多挑战，包括改性机制的解析、改性效果的稳定性及改性方法的绿色化等问题亟待研究解决。

未来的研究还需要持续深入，不断探索更有效、更经济、更环保的粉体表面改性方法，让这种技术在生产实践中发挥出更大的作用。

无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择

无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
虽然无机粉体表面改性的目的因应用领域的不同而异，但总的目的是通过粉体改性剂改善或提高粉体材料的应用性能或赋予其新的功能以满足新材料、新技术发展或者新产品开发的需要。

无机粉体改性的目的是什么呢
1.使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料；
2.提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性和保色性等；
3.在无机/无机复合粉料中，提高无机组分，特别是小比例无机组分在大比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料；
4.通过对层状粉体进行插层改性，制备新型的层间插层矿物材料；
5.对于吸附和催化材料，提高其吸附和催化活性以及选择性、稳定性、机械强度等性能
6.超细和纳米粉体制备中的抗团聚；
粉体表面改性的原理和方法
1.表面或界面性质与其应用性能的关系
2.表面或界面与表面改性剂或者处理剂的作用机理和作用模型
3.各种表面改性方法的基本原理或者理论基础，包括表面改性处理过程中的热力学和动力学，模拟和化学计算等。

碳化硅粉体的制备及改性技术

随着科学技术的发展, 现代国防,空间技术以及汽车工业等领域不仅要求工程材料具备良好的机械性能,而且要求其具有良好的物理性能。

碳化硅(SiC) 陶瓷具有高温强度和抗氧化性好、耐磨性能和热稳定性高、热膨胀系数小、热导率高、化学稳定性好等优点，因而常常用于制造燃烧室、高温排气装置、耐温贴片、飞机引擎构件、化学反应容器、热交换器管等严酷条件下的机械构件,是一种应用广泛的先进工程材料。

它不仅在正在开发的高新技术领域( 如陶瓷发动机、航天器等) 发挥重要作用,在目前的能源、冶金、机械、建材化工等[1]领域也具有广阔的市场和待开发的应用领域。

为此，迫切需要生产不同层次、不同性能的各种碳化硅制品。

碳化硅的强共价键导致其熔点很高，进而使SiC 粉体的制备、烧结致密化等变得更加困难。

本文综述了近些年碳化硅粉体的制备及改性、成型和烧结工艺三个方面的研究进展。

[1] 蔡新民,武七德,刘伟安.反应烧结碳化硅过程的数学模型[J]. 武汉理工大学学报, 2002,24(4): 48-501 碳化硅粉体的制备及改性技术碳化硅粉体的制备技术就其原始原料状态主要可以分为三大类：固相法、液相法和气相法。

1.1 固相法固相法主要有碳热还原法和硅碳直接反应法。

碳热还原法又包括阿奇逊(Acheso n)法、竖式炉法和高温转炉法。

SiC粉体制备最初是采用Acheson法[2]，用焦炭在高温下(2400 C左右)还原SiO2制备的，但此方法获得的粉末粒径较大(>1mm)，耗费能量大、工艺复杂。

20世纪70 年代发展起来的ESK 法对古典Acheson 法进行了改进，80 年代出现了竖式炉、高温转炉等合成3-SiC粉的新设备。

随着微波与固体中的化学物质有效而特殊的聚合作用逐渐被弄清楚，微波加热合成SiC 粉体技术也日趋成熟。

最近,L N. Satapathy 等[3]优化了微波合成SiC的工艺参数。

他们以Si+2C为起始反应物，采用2.45 GHz的微波在1200-1300 C时保温5分钟即可实现完全反应，再通过650 C除碳即可获得纯的^SiC,其平均粒径约0.4 ym。

【精品文章】改头换尾：一文了解中药粉体改性技术

改头换尾：一文了解中药粉体改性技术
数千年以来，中药因其含有生物活性部位或活性化学组分，一直为国民的防病治病做出巨大贡献，是我国非物质文化遗产中具有特色的重要部分。

但是，生物机体对药物的吸收、代谢、排泄是一个极其复杂的过程，中药产生的药理效应不能简单归功于其化学组成，还与其物理状态密切相关。

其中，由于中药粉体的理化性质复杂，因此常以无定形粉末的形式存在，大多表现出流动性差、吸湿性强、黏性大、润湿性差等不良物理特性，影响中药制剂的生产过程和疗效。

因此为了改善中药的使用状况，中药粉体改性技术应运而生。

中药粉体改性技术的分类
粉体改性是指用物理、化学方法对粉体粒子进行处理，有目的地改变粉体物理化学性质，以改善中药粉体的不良特性。

方法包括：根据制剂处方优化前处理工艺、减小粉体粒度、制颗粒、粒子改性等，粒子改性可以通过微囊化、包衣、包覆、中药粒子设计等技术实现。

1、优化前处理工艺
优化前处理工艺包括精制中药提取液和选择合适的干燥方式。

前者是通过大孔树脂、膜分离、吸附澄清等精制技术来富集有效成分；后者则是根据不同中药提取物的性质选择合适的干燥方式。

2、减小粉体粒度
①微粉化技术。

碳化硅粉体的制备及改性技术

碳化硅粉体的制备及改性技术
碳化硅（SiC）是一种具有广泛应用前景的材料，具有高熔点、高硬度、高热导率、化学稳定性好等特点。

碳化硅粉体的制备及改性技术主要包括传统的化学法制备、物理法制备以及碳化硅的表面改性技术。

1.传统的化学法制备碳化硅粉体：
传统化学法包括共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。

其中，共沉淀法是最常用的一种制备方法之一、该方法包括混合硅源和碳源，通过调节pH值和温度来控制反应过程，得到碳化硅粉体。

共沉淀法制备碳化硅粉体具有操作简便、成本较低等优点，但粒径分布较宽，控制难度较大。

2.物理法制备碳化硅粉体：
物理法包括等离子熔融法、化学气相沉积法等。

其中，等离子熔融法是一种常用的物理法制备碳化硅粉体的方法。

该方法通过在高温等离子体中熔融和冷凝制备碳化硅粉体。

等离子熔融法制备的碳化硅粉体晶粒度均匀，纯度高，但设备复杂，成本较高。

3.碳化硅的表面改性技术：
为了提高碳化硅粉体的分散性、抗聚集性，常采用表面改性技术。

常用的表面改性方法包括表面改性剂包覆、离子注入、化学气相沉积等。

其中，表面改性剂包覆法是较常用的改性技术，通过将表面改性剂包裹在碳化硅粉体颗粒表面，减少颗粒间的吸附力和静电作用力，改善颗粒的分散性。

化学气相沉积是一种在碳化硅颗粒表面沉积一层功能性薄膜来改性的方法，可以改善粉体的分散性和抗聚集性。

以上是碳化硅粉体的制备及改性技术的一些常见方法。

随着科学技术的不断进步，制备技术和改性技术也在不断完善和发展，未来有望实现更高效、可控性更强的制备和改性碳化硅粉体方法。

粉体表面改性

体通入微波等离子体反应器对TiO2
粉末进行表
面改性，推测在CH4
和H2
的共同作用下TiO2
表
面将形成Ti－C－O结构，使其导电性与TiC类
似。Yamada等〔12〕先后用Ar和N2
等离子体改性
处理TiO2
膜，在通入N2
之前首先进行Ar处理以
除去吸附在TiO2
表面的水分子、清洁表面，最后
得到的掺氮TiO2
不同，得到的涂层组成也会不同。文献〔23－24〕中还指
出，经无机表面沉积改性以后，粉体的性能提高了，
在基体中分散性较好。章金兵〔25〕用液相沉积法对
纳米ZnO/TiO2
进行表面改性，改性后的粉体表面存
在致密的Al2O3
膜，产物经充分分散后在有机介质
或水中的稳定时间明显提高，紫外线透过率则由改
性前的大于8．5%降低到小于7%。
粉体表面改性
前言：粉体是无数个细小固体粒子集合体的总称。根据固体粒子的尺寸不同可以将固体粒子分为颗粒、微米颗粒、亚微米颗粒、超微颗粒、纳米颗粒。通常粉体是尺度界于10-9m到10-3m范围的颗粒。随着颗粒尺寸的减小相应的各种性质也随着尺寸的改变而改变。
因此小尺寸颗粒有如下几个特征：
1．比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高，易于反应处理。
粉体的团聚现象减少了，分散性提高
了，并且改性后的纳米SiO2
粉体与有机基体聚氨
酯弹性体( PUE)的相容性增强了，PUE材料的力学
性能也有较大的改善，能同时达到增强增韧的效
果。余江涛等〔9〕利用阴离子表面活性剂对钛白粉
进行改性，结果表明粉体的疏水性有所改善，其中
使用十二烷基苯磺酸钠与硬脂酸的复配体系其接
向排列，使其表面性质或界面性质发生显著变化;

粉体表面改性处理介绍-文档资料

（3）气相法改性气相法改性是指将改性剂汽化以后与固体颗粒表
面进行接触，在其表面发生化学反应或物理结合而吸
附在颗粒表面，达到对颗粒进行表面改性处理的方法。在该方法中由于要将改性剂汽化，一般局限于一些低分子量、低沸点的改性剂。
干法表面改性设备
目前干法表面改性设备主要有高速加热式混合机、SLG型连续式粉体表面改性机、 PSC型连续式粉体表面改性机、高速气流冲
图4 HYB主机的结构示意图
（5）流化床式粉体表面改性机
图5 不同形式的流化床
(a) 顶喷式 (b) 底喷式 (c)Wurster式 (d) 侧喷旋转式
2)表面改性的分类
包覆处理改性表面化学包覆
沉淀反应包膜胶囊化处理
机械化学改性，等
包覆处理改性包覆也称涂敷，利用有机高聚物或树脂等对粉体
（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
粉体表面改性
概述
1)定义
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。
2) 表面改性的目的
化学方法
物理化学方法机械物理方法
其它表面改性方法

大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究

大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究摘要：大颗粒球形粉体材料是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的重要材料。

然而，其应用受制于表面性质和功能性的限制。

因此，对大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究具有重要意义。

本文主要讨论了大颗粒球形粉体材料的表面改性方法、功能化策略以及应用前景。

一、引言大颗粒球形粉体材料具有广泛的应用前景，但其表面性质和功能性的限制制约了其应用范围。

因此，对大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究具有重要意义。

二、表面改性方法1. 化学改性方法：通过化学反应，在大颗粒球形粉体材料表面引入新的官能团，改变其表面性质。

例如，利用硅烷偶联剂对颗粒表面进行改性，引入羟基或氨基等新的官能团。

2. 物理改性方法：通过物理手段对大颗粒球形粉体材料进行表面改性，如静电喷涂、电子束辐照等。

这些方法可以改变颗粒表面的形貌、结构和疏水性等性质。

三、功能化策略1. 介孔化改性：将大颗粒球形粉体材料转化为介孔结构，增加其比表面积和孔隙率。

这可以提高颗粒材料的吸附能力和催化活性，扩展其应用领域。

2. 纳米包埋改性：利用纳米材料对大颗粒球形粉体进行包埋改性，可以改变颗粒表面的光学、磁性、阻尼等性质，拓宽其应用范围。

3. 功能分子修饰：将功能性分子修饰到大颗粒球形粉体材料表面，可以赋予颗粒特定的化学、生物活性。

例如，将荧光染料修饰到颗粒表面，可以用于生物荧光成像。

四、研究进展1. 表面改性与应用：大颗粒球形粉体材料经过表面改性后，可以应用于催化、传感、吸附等领域。

例如，改性后的颗粒材料可以用于高效催化反应，实现废水处理和有机合成。

2. 功能化与应用：通过功能化策略，大颗粒球形粉体材料可以具备特定的功能，如生物活性、磁性等。

这些功能化颗粒材料能够应用于生物医学、电子器件等领域。

五、应用前景与展望大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究为其应用领域的拓展提供了新的可能。

未来，随着表面改性技术和功能化策略的不断发展，大颗粒球形粉体材料的应用前景将更加广阔。

无机粉体颗粒表面改性技术在提高燃料的燃烧效率方面的应用

无机粉体颗粒表面改性技术在提高燃料的燃烧效率方面的应用1研究背景无机粉体一般为微米或纳米级颗粒,由于其粒径小、比表面积大、表面能高,容易发生团聚,难以在复合材料中均匀分散,影响添加效果。

无机粉体的表面性质和聚合物有机体系相差甚远,这也使得无机粉体不能很好的分散到材料中。

因此,当无机粉体添加到高聚物复合材料时,首先要对无机粉体进行表面改性,使其粒子表面有机化,改善其亲油性和与基体的相容性,增强界面结合能力,从而发挥无机粉体的功能[1]。

2无机粉体颗粒表面改性的方法表面改性是用物理、化学或机械的方法对粉体表面进行处理,根据应用需要有目的的改变粉体表面的物理化学性质,使其表面性质发生变化,以满足材料、工艺或技术发展的需要。

2.1 物理涂覆改性物理涂覆改性即表面包覆改性,当无机粉体和改性剂按照一定比例混合时,由于搅拌的作用,改性剂通过静电引力或范德华力吸附在粉体表面,从而形成单层或多层包覆。

与化学包覆改性不同的是,改性后改性剂与粒子表面无化学反应。

由于包覆层的存在,粒子间产生了空间位阻斥力,对其再团聚起到了减弱或屏蔽的作用。

该法几乎适用于所有无机粉体的表面改性。

用于物理涂覆改性的改性剂主要有表面活性剂、超分散剂等[2]。

无机粉体经过物理涂覆后,其分散性、与有机体的相容性均显著提高[3]。

2.2 化学包覆改性化学包覆改性是指通过一定的技术手段,利用改性剂分子中的官能团和粉体表面进行化学反应或化学吸附,从而包裹在无机粉体的表面。

化学包覆方法是最常用的改性方法,一般采用湿法工艺。

具体方法有多种。

如溶胶-凝胶法,此法不仅可以用于超细粉体的包覆,还可以用于制备超细粉体;非均相凝聚法是先加入分散剂将两种物质分散,通过调节pH值或加入表面活性剂等使包覆颗粒和被包覆颗粒所带的电荷相反,然后通过静电引力形成单层包覆;表面接枝聚合包覆法是通过化学反应将高分子材料连接到无机粒子表面上,该法的特点是最终接枝包覆在改性主体的聚合物改性剂是在改性过程中同时合成的。

粉体表面改性技术

粉体表面改性方法

涂敷改性（冷法、热法）石英砂涂敷树脂，提高铸造时粘结性表面化学改性（主要方法）颗粒表面性质、改性剂种类、用量用法及工艺设备与操作条件沉淀反应改性（钛白、云母）机械化学改性高能改性、酸碱处理等
粉体表面改性设备

高速混合（捏和）机 HYB高速气流冲击式粉体表面处理机（东京理科大学、奈良机械制作所）球磨机、砂磨机液相表面处理喷雾表面处理
超分散剂的吸附形态
超分散剂在强极性表面的单点化学吸附
超分散剂在弱极性表面的多点氢键吸附
超分散剂通过表面增效剂在非极性表面吸附
超分散剂作用机理示意图
锚固基团
颗粒
颗粒
溶剂化链
超分散剂的吸附性能
Rehacek方法
Xap
MaCa
Xap Mo(Co Ce) X MoCo ( Mo X Xsolv)Ce Ma X Xsolv Ca X / Ma Xap Ma (Ca Ce) Ma / ( s )

CH－5使用方法
将研磨基料的树脂浓度降低至30－40％在基料中尽量少使用胶质油或胶凝剂在用基料调制油墨时多补充上述物质由于CH－5降低基料粘度，故可提高颜料含量，减少溶剂用量，改善油墨干燥性能

热固型/单张纸型研磨基料配方
RUBINE / Ca 4B TONER 36 PHTHALOCYANINE BLUE DIARYLIDE YELLOW CARBON BLACK GRINDING VEHICLE 48 ALKYD RESIN 8 CH-5 HYPERDISPERSANT CH-11B HYPERDISPERSANT CH-22 HYPERDISPERSANT ANTIOXIDANT 2 ALIPHATIC DISTILLATE 6 50 36 50 28 26 8 4 52 9 33 9 3.75 1.25 3 65 5 40 49 5 3 1 2 40 53 5 50 33 5 4

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

粉体表面改性及分散技术

1、纳米粉体的分散重要性
纳米粉体稳定分散在各种液相介质形成的分散体本身往往就是十分重要的产品。如将某些具有特殊电磁性的纳米粉体分散在液相介质中可制成导电料浆或磁性浆料；将纳米 TiO2粉体分散在水中或有机溶剂中可以制成具有抗紫外、自清洁或光催化等特殊功能的涂料；这些产品的性能与纳米粉体的分散状况密切相关。
3、粉体表面改性的目的
4、环境保护
某些公认的对健康有害的原料，如石棉，对人体健康有害主要在于其生理活性；一是细而长的纤维形状（长度为5-100微米，直径3微米以下的纤维）在细胞中特别具有活性；二是石棉表面的极性点（这些极性点主要是OH-官能团）容易与构成生物要素的氨基酸蛋白酶的极性基键合。如果这两个因素在细胞中起主导作用的话，那么就可以认为表面改性有可能改变石棉的生理活性。可用对人体无害和对环境不构成污染，又不影响其使用性能的其他化学物质覆盖、封闭其表面的活性点OH-。
1、粉体的用途
在橡胶、塑料、涂料、胶粘剂等高分子材料工业及高聚物基复合材料领域中，无机粉体填料占有很重要的地位。如碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、云母、石棉、石英、硅藻土、白碳黑等等，不仅可以降低材料成本，还能提高材料的硬度、刚性和尺寸稳定性，改善材料的力学性能并赋予材料某些特殊的物理化学性能，如耐腐蚀性、耐侯性、阻燃性和绝缘性等。
2、纳米粉体分散改性的目的
粉体表面改性及分散技术
主要内容
一．粉体表面改性二．纳米粉体表面改性三．超分散剂
超细粉体分类
分类
直径
原子数目
微米粉体
>1m
>1011
亚微米粉体 100nm~1 m 108
特征体效应体效应
纳米粉体 100nm~10nm 105 尺寸与表 1nm

《粉体材料表面改性》课程教学大纲

《粉体材料表面改性》课程教学大纲课程代码：050542002课程英文名称：SurfaceModificationofpowder（A2）课程总学时：24讲课：24实验：0上机：0适用专业：粉体科学与工程专业大纲编写（修订）时间：2017.3一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标粉体表面改性是粉体科学与工程专业方向课，为选修课。

本门课程讲授粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、各行业典型粉体及纳米粉体饿表面改性方法、实践及改性产品的检测及表征方法。

通过本课程的学习，不仅让学生掌握粉体表面改性的相关理论，同时培养学生发现、分析与解决问题的能力和精密进行科学研究的技能。

为学生将来从事粉末材料、粉体工程领域的生产、科研打下坚实的理论和实践基础。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握粉体材料表面改性工艺的方法和原理；2．使学生掌握目前工业表面改性典型设备；3．使学生了解表面改性剂的种类、性质、使用条件；4．掌握粉体改性前后的物性变化及相关的检测方法；5.进一步结合创新创业培养目标，加强学生创新能力的培养，使学生具备独立进行粉体表面原位修饰工艺设计与设备选型的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握粉体表面改性一般知识，包括粉体表面改性的原理、方法、工艺、设备及表面改性剂的性能及应用、改性产品的检测及表征方法等。

2.基本理论和方法：掌握粉体表面的物性，粉体表面改性的基本原理、掌握粉体表面改性工艺设计和设备；了解常见工业粉体的表面改性方法及应用。

3.基本技能:掌握粉体改性工艺设计计算、独立进行设备选型的技能等。

了解特种粉体的生产工艺、制备技术及行业发展趋势。

具备制备、加工特种粉体的必要的基础知识和基本技能。

（三）实施说明本课程安排在第七学期学习，共24学时，其中理论讲课24学时。

根据教学的需要，有针对性地对教学内容适当增减，各部分学时数可适当调整2学时。

粉体改性方法与工艺

胺＞羧酸＞醇＞苯酚；中性表面时（ Al2O3 、 Fe2O3) 等，羧酸＞胺＞苯酚＞醇；碱性表面时（ MgO 、 CaO)，羧酸＞苯酚＞胺＞醇。－－含水量：象陶土、滑石粉等表面含水量较大的矿物，不适合用单烷氧基型而适合螯合型钛酸酯偶联剂；而单烷氧
影响粉体表面化学包覆改性效果的因素
备方法如下：将一定量的硅藻土、水、少量盐酸配制悬浮
液，然后在一定温度下依次加入 TiCl4 溶液、硫酸铵水溶液、碳酸铵溶液进行沉淀反应，反应一定时间后过滤、干燥、煅烧，即得到 TiO2/硅藻土复合材料。请写出 TiCl4的水解反应式，并试写出简单的生产工艺流程图。
（1）有机膨润土
3.5 粉体颗粒插层改性
膨润土插层改性
季铵盐阳离子在蒙脱石层间的排列方式示意图
3.5 粉体颗粒插层改性

粘土层间化合物制备方法：物理插层（聚合物直接插层）—— 聚合物直接吸附插层、聚合物溶液插层、聚合物溶融插层化学插层—— 单体插层聚合（单体插层加成聚合、单体插层缩合聚合）、聚合物预聚体插层（聚合物预聚体插层交联固化）

表面改性工艺
4干燥与表面改性合二为一工艺

通过在粉体干燥过程中添加表面改性剂在湿粉体脱水的同时对粉体颗粒进行表面改性优点:可以简化工艺

问题 : 干燥温度一般在 200°C 以上，干燥过程中加入的较低沸点改性剂可能被分解或蒸发；若在干燥后出料前加入改性剂，则作用时间较短
表面改性方法和工艺的选择
硅藻土表面无机纳米包覆改性 TiO2/硅藻土复合材料
应用于临江保健木业公司木制百叶窗：经中国建筑材料环境检测中心检测，用量5-8 g/m2， 24 h甲醛去除率达到 75 %以上。

粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂

粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂无机粉体的表面改性是根据使用行业所需求粉体具备的性能而进行的对应表面改性，以满足现代新材料、工艺和技术的发展需求，提升原有产品的性能特点，而且还可以提升对应的产能以及生产效率，在粉体加工行业也越来越受到重视，目前无机粉体表面改性的方法主要为6大类。

1、方法一：物理涂覆方法原理：利用高聚物或树脂等对粉体表面进行处理，一般包括冷法和热法两种。

粉体改性剂：高聚物、酚醛树脂、呋喃树脂等。

影响因素：颗粒形状、比表面积、孔隙率、涂敷剂的种类及用量、涂敷处理工艺等。

适用粉体：铸造砂、石英砂等。

2、方法二：化学包覆方法原理：利用有机物分子中的官能团在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行包覆，一般包括干法和湿法两种。

除利用表面官能团改性外，该方法还包括利用游离基反应、鳌合反应、溶胶吸附等进行表面包覆改性。

粉体改性剂：如硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸盐、有机铬等各种偶联剂，高级脂肪酸及其盐，有机铵盐及其他各种类型表面活性剂，磷酸酯，不饱和有机酸，水溶性有机高聚物等。

影响因素：粉体的表面性质，粉体改性剂种类、用量和使用方法，改性工艺，改性设备等。

适用粉体：石英砂、硅微粉、碳酸钙、高岭土、滑石、膨润土、重晶石、硅灰石、云母、硅藻土、水镁石、硫酸钡、白云石、钛白粉、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝等各类粉体。

3、沉淀反应方法原理：通过无机化合物在颗粒表面的沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包膜”，以达到改善粉体表面性质，如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、电、磁、热性和体相性质等。

粉体改性剂：金属氧化物、氢氧化物及其盐类等各类无机化合物。

影响因素：原料的性质（粒度大小和形状、表面官能团），无机表面改性剂的品种，浆液的pH值、浓度，反应温度和反应时间，洗涤、脱水、干燥或焙烧等后续处理工序。

适用粉体：钛白粉、珠光云母、氧化铝等无机颜料。

4、机械力化学方法原理：利用超细粉碎及其他强烈机械作用，有目的的对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构、溶解性能（表面无定形化）、化学吸附和反应活性（增加表面活性点或活性基团）等。

无机粉体的表面改性技术

有工艺简单、操作灵活、投资节省等优的有机改性剂和制备工艺需要干燥的情是将干燥与表面改性合一。此法可简化点，并且水溶性和非水溶性表面改性剂况。如轻质碳酸钙的表面改性，有机硅工艺，但干燥过程中加入的低沸点表面均可使用。干法改性分为连续式和间歇改性钛白粉等；在反应后的浆料过滤改性剂可能还来不及与粉体表面作用就式两种。连续式即连续给料并同时添加干燥前先进行改性还能改善产品结块团随水分子一起蒸发掉。如果在水分蒸发表面改性剂，粉体表面包覆较均匀，适聚的状况，提高粉体的分散性。沉淀包后添加表面改性剂，虽然可以避免表面
２．１干法工艺
干法工艺是工业上应用最为广泛的剂的包覆更均匀，但后续需要进行过滤是，粉碎时局部温度过高会在一定程度
表面改性工艺。与湿法改性相比，它具和干燥。一般有机包覆改性用于水溶性上破坏表面活性剂的分子结构。另一种
般用于采用共沉淀法制备复合粒子。
１．７插层改性
２．无机粉体表面改性工艺
改性工艺依照表面改性的方法、设面改性剂进行稀释，因此工业上操作相２。３复合工艺备和粉体的制备方法而异。目前工业上对复杂，不适合大规模生产。应用的改性工艺主要有干法工艺、湿法２．２湿法工艺
将有机物单体聚合在粉体粒子表面，得
１．１物理涂覆改性
物理涂覆改性即表面包覆改性，当
１．２高能表面改性
到复合的胶囊化粒子。与表面包覆改性

典型粉体改性包覆工艺流程

典型粉体改性包覆工艺流程The typical powder modification and coating process involves several key steps. Firstly, the powder particles are prepared and pretreated to ensure their suitable properties for modification. This pretreatment may include cleaning, drying, or sizing the particles. Next, the modification agent is selected based on the desired properties and functionality. This agent can be a polymer, surfactant, or other additive that can improve the dispersibility, wettability, or adhesion of the powder particles. The modification agent is then applied to the powder particles through various methods such as spray coating, mechanical mixing, or chemical reaction. After the modification agent is applied, the powder particles are typically heated or cured to ensure the adhesion and stability of the coating. Finally, the modified and coated powder particles are tested and evaluated to verify their enhanced properties and performance.典型的粉体改性包覆工艺流程包含几个关键步骤。