无机分体表面改性方法综述

合集下载

化学技术中常见材料的表面改性方法

化学技术中常见材料的表面改性方法

化学技术中常见材料的表面改性方法引言:在现代科技的推动下,各种材料的表面改性技术得到了迅猛发展。

表面改性是指对材料表面进行物理、化学或生物学的处理,以改变其表面性质,增强其性能或实现特定功能的过程。

本文将介绍化学技术中常见的材料表面改性方法。

一、溶液法溶液法是最常见的表面改性方法之一。

它通过将材料浸泡在特定溶液中,使溶液中的成分与材料表面相互作用,从而改变其表面性质。

比如,将金属材料浸泡在酸性溶液中,可以去除表面的氧化层,获得更干净的表面。

此外,溶液法还可以利用离子交换的原理,将溶液中的某些金属离子沉积到材料表面,形成一层新的保护层,从而增强材料的耐腐蚀能力。

二、氧化法氧化法是一种常用的表面改性方法,适用于金属、陶瓷和非金属材料。

通过在材料表面形成氧化层,可以提高材料的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能。

比如,将铝材料经过氧化处理,可以在表面形成一层致密的氧化铝膜,保护内部铝材料不受环境气体的侵蚀。

三、涂覆法涂覆法是通过将特定材料涂覆在材料表面,形成一层薄膜来改变材料的表面性质。

这种方法广泛应用于涂料、防锈漆等领域。

例如,在汽车产业中,常使用聚合物涂料对汽车表面进行涂覆,以提供良好的耐候性和外观效果。

此外,涂覆法也可以利用功能性材料的特殊性质,如抗菌、防火等,为材料表面赋予特定的功能。

四、离子注入法离子注入是一种将离子注入到材料表面的方法,以改变其物理和化学性质。

这种方法常用于改善材料的表面硬度、抗磨损性和耐腐蚀性等。

通过选择适当的离子种类和注入条件,可以在材料表面形成致密的硬质层,提高材料的使用寿命。

离子注入方法广泛应用于金属、陶瓷、塑料等材料的表面改性。

五、等离子体表面改性法等离子体表面改性法是一种使用等离子体来处理材料表面的方法。

等离子体是由气体或气体混合物在特定条件下通过电离产生的带电粒子的集合体。

等离子体表面改性法可以通过等离子体的强氧化、改性和清洁作用,对材料表面进行物理、化学或生物学的处理。

生物医用材料表面改性技术综述

生物医用材料表面改性技术综述

生物医用材料表面改性技术综述随着医疗技术的发展和生物医用材料的广泛应用,生物医用材料表面改性技术越来越受到关注。

在生物医学领域,生物医用材料的表面改性技术可以有效地改善材料的性能,提高其生物相容性和生物亲和力,减少材料与生物组织之间的反应和排斥,提高其临床应用效果。

本文将综述生物医用材料表面改性技术的原理、分类以及应用现状。

一、生物医用材料表面改性技术原理生物医用材料表面改性技术的原理主要是通过对生物医用材料的表面进行化学或物理方法的改变,来实现对材料表面性质的调控,从而使其更加适合医学应用。

表面改性技术的主要作用是改进材料表面的形态结构、表面粗糙度、表面化学组成和表面能,以达到改善生物相容性和生物亲和力的目的。

二、生物医用材料表面改性技术分类1、化学改性技术化学改性技术是将生物医用材料表面进行化学修饰,使其呈现出希望的生物相容性和生物亲和性。

化学改性技术主要包括表面活性剂改性、胶原蛋白覆盖、化学交联和生物活性物质的掺杂等。

表面活性剂改性技术是利用表面活性剂的表面作用力将化合物吸附在表面上,从而改变表面化学性质的方法。

该技术可以改变表面能和表面化学成分,这样就可以增加材料表面的吸附能力和亲水性等,从而促进细胞黏附和增强生物相容性。

胶原蛋白覆盖是指用高分子胶原蛋白在生物医用材料表面覆盖一层胶原蛋白,从而提高其生物相容性和生物亲和力。

胶原蛋白具有良好的生物活性和生物亲和力,可以与细胞黏附,具有很好的生物相容性。

化学交联技术是指通过交联剂将分子或者高聚物与生物医用材料表面共价结合来实现改性。

这种方法可以改变生物医用材料表面的物化性质,从而达到改善其生物相容性和生物亲和力。

2、物理改性技术物理改性技术是改变生物医用材料表面性质,通过物理手段实现。

物理改性技术的方法较多,如电化学处理、离子注入、高压氧气等等。

这些方法可以改变材料表面的形态结构、表面粗糙度和表面能,从而提高其生物相容性和生物亲和力。

3、微纳米技术微纳米技术是利用微纳米技术制造出微米或纳米级别的表面纹理或其它结构,从而改变生物医用材料表面特性的方法。

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

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。

无机填料的表面改性研究进展

无机填料的表面改性研究进展
填 料 在 复 合 材 料 中的 应 用 现状 。 关 键 词 : 无 机填 料 表 面 改 性 应 用 述 评
Re e r h Pr g e s o u f c o fc to fI o g ni le s s a c o r s n S r a e M dii a i n o n r a c Fil r
1 1 表面 化 学改性 .
表 面化学 改性 法是指 利用 表 面化学 方法 , 使 颗 粒表 面有 机化 而 达到 改 性 目的 的方 法 。这 种 方 法 是 目前 无 机 填 料 最 常 用 的 表 面改 性 方 法 。
极性 , 容易 吸 附水分 , 聚合 物则具 有憎 水性 , 而 故
两者 之 间的相容 性差 , 界 面难 以形成 良好 的粘 在
用 硅烷偶 连剂 改性 粉体 时首先 要对 它进 行水解 , 生 成 硅醇 ,改 性 时 硅醇 与 无 机 物 粉体 表 面 的 活 性 基 团反 应 ,使 硅 烷 固定 在 粉 体 表 面 ,完 成 对 粉 体 的改 性 。硅 烷 偶 联 剂 虽 然 价 格 偏 高 ,但 是 有 优 良的改性效 果 。 l Wof S等_ 用双 功 能硅 烷 f 1 改 性二氧 化硅后 填 充橡胶 , 性后 明显改 善 了橡 改
最大 。 然而 大多数 无机 填料 表 面具有 亲水 性 , 呈 并
除 利用表 面官 能 团改性外 , 种方法 还包 括利用 这 游 离基 反 应 、 合 反 应 、 胶 吸 附等 进行 表 面 改 螯 溶
性 。表 , 目
前使 用最 多 、 艺最 成熟 的是偶 联剂 改性 和表 面 工
活性 剂改 性 。 1 1 1 偶 联剂 表 面处理 ..
偶联 剂是 两 性 结 构 化 合 物 ,按其 结构 可 分 为硅烷类 、 酸 酯类 、 钛 铝酸 酯 类 、 钛 复合 类 等 。 铝 目前使用 最多 的偶 联剂是 硅烷 偶联 剂 、 酸酯 和 钛

材料表面改性的化学方法与应用

材料表面改性的化学方法与应用

材料表面改性的化学方法与应用材料表面改性是一种重要的化学方法,通过对材料表面进行化学处理,可以改变其性质和功能,从而满足特定的应用需求。

本文将探讨材料表面改性的化学方法以及其在各个领域的应用。

一、化学方法介绍材料表面改性的化学方法包括物理吸附、化学吸附、溶胶凝胶法、离子注入、化学修饰等多种方式。

其中,物理吸附是指通过物理力将分子吸附到材料表面,形成一个单层或多层的吸附层。

化学吸附则是通过化学键的形成将分子牢固地连接到材料表面。

溶胶凝胶法是一种将溶胶物质通过溶胶凝胶过程固定在材料表面的方法。

离子注入则是将离子注入到材料表面,改变材料的组成和结构。

化学修饰是指通过化学反应将分子与材料表面共价结合。

二、应用领域1. 材料加工材料表面改性的化学方法在材料加工领域有广泛的应用。

例如,通过物理吸附和化学吸附可以改变材料的表面能,提高材料的润湿性和附着力。

溶胶凝胶法可以用于制备高性能的涂层材料,提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。

离子注入可以改变材料的导电性和光学性质,用于制备半导体材料和光电器件。

化学修饰可以改变材料的化学反应性,用于制备催化剂和吸附剂。

2. 生物医学材料表面改性的化学方法在生物医学领域也有重要的应用。

例如,通过化学修饰可以将生物活性物质固定在材料表面,用于制备药物缓释系统和组织工程材料。

物理吸附和化学吸附可以改变材料的生物相容性,提高材料的生物相容性和抗菌性能。

溶胶凝胶法可以用于制备生物传感器和生物成像材料,用于检测和诊断疾病。

3. 环境保护材料表面改性的化学方法在环境保护领域也有广泛的应用。

例如,通过物理吸附和化学吸附可以将有机污染物吸附在材料表面,用于处理废水和废气。

溶胶凝胶法可以用于制备吸附剂和催化剂,用于处理废水和废气。

离子注入可以改变材料的吸附性能,提高材料的吸附容量和选择性。

化学修饰可以改变材料的表面电荷,提高材料的吸附效率和再生性。

4. 能源领域材料表面改性的化学方法在能源领域也有重要的应用。

材料表面改性方法及其对材料特性的影响

材料表面改性方法及其对材料特性的影响

材料表面改性方法及其对材料特性的影响材料表面改性作为一种重要的工艺方法,在各个领域中得到了广泛应用。

通过改变材料表面的属性,可以提高材料的性能、增强其适应性和延长其使用寿命。

本文将对材料表面改性的方法进行介绍,并讨论其对材料特性的影响。

一、材料表面改性方法1. 化学改性化学改性是指利用化学反应在材料表面形成新的化合物或增加特定的功能基团,以改变材料表面的性质。

这种方法可以在材料表面形成化学键,并通过重组原子和分子来改变材料的性能。

常见的化学改性方法包括表面涂覆、表面功能化修饰和表面共价交联等。

2. 物理改性物理改性是指通过物理手段改变材料表面的性质。

常见的物理改性方法包括物理气相沉积、物理吸附和表面重构等。

这些方法通过精确控制温度、压力和表面处理等条件,将材料的物理特性改变到所需的程度。

3. 等离子体改性等离子体改性是指利用等离子体在材料表面产生激发态物种,通过与材料表面相互作用,改变材料表面的性质。

等离子体改性方法包括等离子体溅射、等离子体聚合和等离子体改性复合材料等。

这些方法具有操作简便、生产效率高和对材料的适应性广等优点。

二、表面改性对材料特性的影响1. 表面能的改变材料的表面能决定了材料与其他物质之间的相互作用。

改变材料表面的化学组成和结构可以改变材料的表面能,从而影响其润湿性、粘附性和抗腐蚀性等特性。

例如,通过等离子体改性可以将不润湿材料转变为高润湿性材料,提高其表面润湿性。

2. 表面粗糙度的调控材料表面的粗糙度对其性能具有很大影响。

通过表面改性可以调控材料的表面粗糙度,从而影响其摩擦特性、光学性能和电子性能等。

例如,通过化学改性可以在材料表面形成微观结构,增加表面积和粗糙度,提高材料的摩擦性能。

3. 表面化学活性的提高材料的表面化学活性影响其与其他物质之间的反应性。

利用表面改性方法可以提高材料表面的化学活性,从而增强其吸附能力、催化性能和生物相容性等特性。

例如,通过表面共价交联可以使材料表面形成新的活性基团,增强材料的化学反应活性。

有机无机纳米复合材料中无机纳米粒子表面改性方法的研究进展

有机无机纳米复合材料中无机纳米粒子表面改性方法的研究进展

有机无机纳米复合材料中无机纳米粒子表面改性方法的研究进展摘要:纳米粒子和纳米复合材料被广泛的应用在各个领域,如药类、纺织、化妆品、农业、光学、食品包装、光电设备、半导体设备、航天航空设备、建筑行业以及催化剂中。

纳米粒子能被添加到纳米聚合材料中。

由无机纳米粒子和有机高分子组成的新一类的聚合物纳米复合材料具有他们组成成分本身不具备的性能。

因此具有工业应用的前景。

无机纳米粒子和聚合物基体的合并能显著提高基体的性能。

新聚合物可能会在热力学性能、力学性能、流变性能、电力性能、催化性能、阻滞性和光学性能上获得提升。

提升的性能受添加的纳米粒子的大小、形状、浓度以及和聚合物基体融合程度的影响。

其中的关键问题在于防止颗粒凝聚。

在聚合物基体中很难形成均匀分散的纳米粒子颗粒,因为纳米粒子颗粒的比表面积和体积效应容易造成粒子的凝聚。

通过对无机纳米粒子的表面改性可以解决这个难题。

改性能提高无机粒子和聚合物基体的表面相互作用。

有两种方法对无机粒子表面进行改性。

第一种方法是使表面和一些小分子反应或者镶嵌一些小分子,比如硅烷偶联剂;第二种方法是基于通过共价键将聚合物与粒子上的羟基相连接。

第二种方法比第一种方法好的地方是,嫁接后的粒子能通过对嫁接单体的种类和嫁接方法的改变而得到想要的性质。

关键词:无机纳米粒子;表面改性;嫁接;硅烷偶联剂;有机无机纳米复合材料第一章.简介有机无机纳米复合粒子的发展,经常是通过在无机粒子上嫁接合成高分子或在聚合物基体上添加改性纳米粒子(NPs)来提高复合材料的机械性能和其他性能。

一类新材料,以无机纳米粒子和有机高分子组成的纳米复合材料为代表的,当和它们各自本身的组成成分相比时,能展现出更好的性能。

无机纳米粒子的表面改性已经吸引了很大的关注。

无机纳米粒子的表面改性已经吸引了很大的关注,因为它能很好的融合纳米粒子和聚合物基体,并且提高它们的表面性能。

无机纳米粒子改性的聚合物基体能同时具备聚合物基体的性能和无机纳米粒子本身独特的性能,如更轻的重量和更好的可成形性。

二硫化钼的表面改性及其应用研究进展

二硫化钼的表面改性及其应用研究进展

化学工程师Chemical Engineer2019年第3期Sum282No.3DOI:10.16247/ki.23-117l/tq.20190353二<化锢的表面改性及其应用研究进展*贾园,魏萌,高乐乐,刘振,王璇(西安文理学院陕西省表面工程与再制造重点实验室化学工程学院,陕西西安710075)摘要:二硫化钮(M0S2)独特的三明治夹层结构使其具有优良的润滑、催化等性能,在摩擦、润滑剂以及催化领域中有很大的潜力。

本文在介绍二硫化钮润滑机理的基础上,对其表面改性的研究情况进行了综述,包括表面有机包覆、沉淀反应包覆、插层改性等;同时总结了二硫化钮目前的应用领域,如作为自润滑薄层、插层电池、高效氢化脱硫催化剂等,并展望了其未来的研究方向。

关键词:二硫化钮;表面改性;摩擦;磨损;催化中图分类号:00613.71文献标识码:AModification of molybdenumdisulfide and its application research*JIA Yuan,WEI Meng,GAO Le-le,LIU Zhen,WANG Xuan(The Key Laboratory for Surface Engineering and Remanufacturing in Shaanxi Province,College of Chemical Engineering,Xi'anUniversity,Xi'an710065,China)Abstract:With special sandwich-like layer structure,molybdenumdisulfideexhibits the excellent anti-wear a-bilities,catalyticperfbrmance,thus it has great application potential in many fields,such as triboligical fields,lubri­cant,and catalysis fields.In this paper,on the basis of introducing self-repairing characteristics of molybde-numdisulfide,methods for surface modification of molybdenumdisulfide are reviewed,including surface organiccoating,precipitation reaction coating,intercalation modification,etc.In addition,the application progress of molyb-denumdisulfide is summarized,such as self-lubricating thin film,intercalated battery,efficient hydrodesulfurizationcatalyst,etc.And its further development in the future is also suggested.Key words:molybdenumdisulfide;surface modification;friction;wear;catalysis二硫化钮(M0S2)由三层原子层构成,其中,钮原子层夹在两层硫原子层之间,从而形成了类似于“三明治”结构的特殊层状形貌。

材料表面改性方法及其性能提升效果验证

材料表面改性方法及其性能提升效果验证

材料表面改性方法及其性能提升效果验证表面改性是一种常见的材料表面处理方法,在工程和科学领域中得到了广泛的应用。

材料表面改性可以改变材料的表面性能和特性,以提高其性能和性能稳定性。

本文将探讨常见的材料表面改性方法,并通过实验验证其性能提升效果。

一、材料表面改性方法1. 化学处理:化学处理是一种常用的材料表面改性方法,通过在材料表面形成化学反应层来改变其化学和物理性质。

常见的化学处理方法包括溶液浸泡、薄膜沉积和化学反应等。

2. 物理处理:物理处理是通过物理手段改变材料表面的形态和结构,从而改变其性能。

常见的物理处理方法包括喷砂、刻蚀、激光照射和电子束加工等。

3. 表面涂层:表面涂层是一种常见的材料表面改性方法,通过在材料表面形成一层保护层或功能层来改变其性能。

常见的表面涂层方法包括电镀、喷涂和溶涂等。

二、性能提升效果验证实验为了验证材料表面改性方法对性能的提升效果,我们设计了一系列实验。

以下是实验步骤和结果:1. 化学处理实验:我们选择了一种常见的化学处理方法——酸洗。

首先,将材料浸泡在酸性溶液中一段时间,然后用水清洗干净。

接下来,对比处理前后的材料性能变化。

实验结果表明,经过酸洗处理后,材料表面粗糙度减小、表面硬度增加,同时表面的耐腐蚀性和附着力也得到了提升。

2. 物理处理实验:我们选择了喷砂作为代表性的物理处理方法。

首先,用高压气体将砂粒喷射到材料表面,然后用清洁剂清洗。

然后,对比处理前后的材料性能变化。

实验结果显示,经过喷砂处理后,材料表面的粗糙度增加、表面形貌得到了改变,同时表面的摩擦和抗磨性能也得到了明显提升。

3. 表面涂层实验:我们选择了电镀作为表面涂层方法。

首先,在材料表面镀上一层金属薄膜,然后进行电化学测试。

测试结果表明,经过电镀处理后,材料的导电性和耐腐蚀性得到了显著提升,同时还改善了材料的外观和耐磨性。

通过以上实验,我们验证了不同的材料表面改性方法对材料性能的提升效果。

这表明,材料表面改性方法是一种有效的手段,可用于改善材料的性能和特性。

表面改性技术

表面改性技术
02
例如,对发动机气缸内壁进行表 面改性,可以提高其硬度和耐磨 损性,减少摩擦和磨损,降低油 耗和排放。
电子工业领域
电子工业中,表面改性技术主要用于 提高电子元件的导电、导热和抗氧化 性能,从而提高电子产品的性能和可 靠性。
例如,对铜基板进行表面改性,可以 提高其抗氧化性和耐腐蚀性,延长电 子元件的使用寿命。
表面改性技术
目 录
• 表面改性技术概述 • 表面改性技术的方法 • 表面改性技术的应用领域 • 表面改性技术的挑战与前景
01
表面改性技术概述
定义与分类
定义
表面改性技术是指通过物理、化学或 机械手段对材料表面进行改性,以改 变其表面性质和功能的一种技术。
分类
表面改性技术可以根据改性手段的不 同分为物理表面改性、化学表面改性 和机械表面改性等。
表面涂层技术
01
02
03
电镀
通过电解的方法在材料表 面沉积金属或合金,提高 表面的硬度和耐腐蚀性。
喷涂
利用喷枪将涂层材料喷涂 到材料表面,形成均匀的 涂层,提高表面的装饰性 和功能性。
热喷涂
通过加热将涂层材料熔化 或软化,然后喷射到材料 表面,形成耐磨损和耐腐 蚀的涂层。
03
表面改性技术的应用领 域
挑战1
表面改性技术的稳定性不足。
挑战2
表面改性技术的成本较高。
挑战3
表面改性技术的环保性能有待提 高。
解决方案3
研发环保型表面改性技术,减少 对环境的负面影响。
解决方案2
通过技术创新和规模化生产,降 低表面改性技术的成本。
解决方案1
加强科研投入,提高表面改性技 术的稳定性。
市场前景与发展趋势
市场前景

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。

无机粉体表面改性技术发展现状与趋势

无机粉体表面改性技术发展现状与趋势

Z n h ii he g S u ln
( hn nvr t o n g& T c n l y ( e n , e n 0 0 3 C ia C i U i s y fMii a e i n eh o g B l g) B l g 10 8 , hn ) o i t i t A s a tS r c o ict n i o eo em jrt h i e r r es giogncp w es w i a t ot m b t c :u a em df a o n f h a c nq s o o si nra i o d r , hc h sum s i — r f i i s t o e u f p c n h
表面 改性是 优化无 机粉 体材 料性 能 的关键 技术 之一 , 对提 高无机 粉 体 的应用 性 能和 价 值起 着 至关 重要 的作 用 。中 国无 机粉体 表 面改性 技术 的研 究 开 发始 于 2 0世 纪 8 0年代 。2 0世 纪 9 O年 代 以后 , 由 于 塑料 、 胶 、 料 等 相关 产 业 的快 速 发展 , 国无 橡 涂 中 机粉 体表 面改性 技 术 的研 发 和 应 用 速 度加 快 , 于 并
2 0世纪 9 0年 代末 开始 了专 用 于表 面 改性 设 备 的研
面改 性方 法 , 它利 用有 机 表 面 改性 剂 分 子 中 的官 能
团在 颗粒 表 面 吸 附或 化 学 反 应 对 颗 粒 表 面 进 行 改 性 。所用 表 面改性 剂 主要 有 偶联 剂 ( 烷 、 酸 酯 、 硅 钛
பைடு நூலகம்
rz d; n h e eo me tp op c n rn r lo f r c s d ie a d t e d v l p n r s e t d te d wee as o e a t . a e Ke r s n ra i p wd r ; c a i o u a emo i c t n;u a e mo i e y wo d :i o g n c o e s me h n s m fs r c df a i s r c d f r f i o f i

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。
2023最新整理收集 do something
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

国内外无机粉体表面改性技术现状

国内外无机粉体表面改性技术现状

国内外无机粉体表面改性的现状朱宗臣,胡彩平,王佳涛,吴浩(昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093)摘要:表面改性是无机粉体的主要加工技术之一,对提高分体的应用性能及应用价值有着至关重要的作用。

从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了无机粉体表面改性技术现状。

关键词:无机粉体;表面改性;表面改性剂1 表面改性方法根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应,可将无机粉体表面改性方法分为表面物理改性法、表面化学改性法和复合改性。

1.1 表面物理改性法所谓表面物理改性法就是通过分子间作用力(如范德华力,氢键等)将无机或有机表面改性剂吸附到无机粉体粒子表面,在粉体粒子表面形成包覆层,以降低粉体的表面张力,改变粉体粒子的表面极性,减少粉体粒子之间的团聚作用,从而达到均匀稳定分散粉体粒子的目的。

(1)物理涂覆物理涂覆是一种对无机粉体粒子表面进行简单改性的工艺方法。

它主要利用表面活性剂、水溶性或者油溶性高分子化合物及脂肪酸等对粉体表面进行覆膜处理而达到表面改性的目的。

经过覆膜以后,无机粉体的胶结能力、强度、耐高温能力等均有明显改善。

(2)表面活性剂改性表面活性剂改性包含疏水基和亲水基,是极少数能显著改变物质表面或界面性质的物质,具有两个基本特点:(1)在物质表面或两相界面容易定向排列,使其表面性质或界面性质发生显著变化;(2)在溶液中的溶解度很低,在通常使用浓度范围内大部分以胶团(缔合体)状态存在,使其表面张力显著下降。

(3)高能表面改性利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体照射等方法对无机粉体进行表面处理的方法称为高能表面改性。

(4)胶囊化改性胶囊化改性是现代医药领域最先采用的技术,最初是由为了满足药品的缓释性需求而出现的固体药粉胶囊化发展而来的。

胶囊化改性是粉体颗粒表面上覆盖均质而且有一定厚度的薄膜,它的特点是能够将液滴固体化。

1.1 表面化学改性所谓无机粉体表面化学改性是指通过无机粉体粒子表面和表面改性之间的化学吸附作用或化学反应,改变粒子的表面结构和状态,从而达到表面改性的目的。

国内硬脂酸对无机粉体表面改性的研究进展

国内硬脂酸对无机粉体表面改性的研究进展
21 0 1年 第 5期 ( 总第 8 9期 )
塑 料 助剂
国内硬脂酸对无机粉体表 面改性的研究进展
樊 斌 斌
( 南 理 工 大 学材 料科 学 与 工 程 学 院 , 作 , 50 0 河 焦 440 )
摘 要 介 绍 了硬脂 酸 改性无 机粉 体 的机理 ,综述 了近年 来硬 脂 酸在 无机 粉 体 改性 中的研 究进展 ,
Ke ywor s:t a i cd;i o g n c p wd r u a e mo i c to d se rc a i n r a i o e ;s r c d f a in f i
由 于 无 机 粉 体 与 有 机 高 聚 物 的 表 面 性 质 不 同 , 容性 差 , 造 成分 散 不 均 , 相 会 而且 粒径 大 者 还 会 造 成复 合材 料 的应 力 集 中 .这些 都 将 限制 无 机 粉 体 在聚合 物 中的添 加 量 ,影 响材 料 的性 能 。因 此 , 机粉 体需 要 进行 表 面 改性 处 理 , 无 通过 硬 脂 酸 可 改 善 无 机粉 体 本 身 吸 附 、 湿 、 散 等 性 质 , 润 分 从 而 改善 无机 粉 体与 聚合 物 的亲合 性 、 容性 , 高 相 提 两 者之 间 的结 合力 【] 】 。本文 主要 综 述 了硬 脂 酸 在 - 2
张 建 强 等I I 采用 硬 脂 酸 对 二 硫 化 钼 粉体 进 行
( h o o t i cec n n ier g H nnPlt h i U i r t J ou, 5 0 0 S ol f e a SineadE g ei , ea oy c n nv sy i zo 4 4 0 ) c Ma r l n n e c e i, a

化学技术中常见材料的表面改性方法

化学技术中常见材料的表面改性方法

化学技术中常见材料的表面改性方法在化学技术领域中,材料表面的改性对于改善材料性能和实现特定功能起着非常重要的作用。

通过对材料表面进行调控和改变,可以使其具备诸如耐磨、防腐、抗菌、导电等特性,从而扩展材料的应用领域。

下面将介绍几种常见的材料表面改性方法。

一、化学改性方法化学改性是通过在材料表面引入化学物质进行改变,以改善材料表面性能。

常用的化学改性方法包括表面涂层,表面氧化处理和功能化修饰。

1. 表面涂层表面涂层是将一层材料覆盖在材料表面上,以改变其外观和性能。

涂层材料可以是聚合物、金属、陶瓷等,通过涂覆工艺将其粘附在材料表面上。

涂层可以起到增加材料硬度、耐磨性和耐腐蚀性的作用,同时还可以改变材料的光学、导电等性质。

2. 表面氧化处理表面氧化处理是通过在材料表面形成一层氧化物薄膜来改变材料性能。

常见的表面氧化处理方法包括阳极氧化、氧化硫磷化等。

例如,阳极氧化是将材料浸入电解液中,通过电化学反应在材料表面形成一层氧化物薄膜,从而提高其耐腐蚀性能和硬度。

3. 功能化修饰功能化修饰是通过在材料表面引入特定的功能基团,使其具备特殊的性能。

常见的功能化修饰方法包括表面聚合、化学修饰等。

例如,可以在材料表面引入羟基、氨基、硅烷等基团,从而使其具备亲水性、抗菌性、抗污染性等特性。

二、物理改性方法物理改性是通过改变材料表面的物理结构和形态来改善材料性能。

常见的物理改性方法包括离子注入、电子束辐照和等离子体改性等。

1. 离子注入离子注入是将高能离子束注入到材料表面,使其表面形成亚微米级的改性层。

离子注入可以改变材料的晶体结构、硬度和光学性质,从而提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。

2. 电子束辐照电子束辐照是利用电子束对材料表面进行辐照处理,从而改变材料的表面形貌和结构。

辐照后的材料表面可以形成纳米级的结构,提高材料的抗菌性、抗腐蚀性和疏水性等性能。

3. 等离子体改性等离子体改性是利用等离子体在材料表面产生化学反应,改变材料表面的结构和性能。

粉体表面改性

粉体表面改性
粉体的表面改性与很多学科领域密切相关,是粉体加 工工程与表面科学及其它众多学科的边缘学科。
粉体表面改性处理,包括改变颗粒表面晶体结构和官 能团、表面能、表面润湿性、电磁性、光学性质以及 表面吸附性和反应特性等。
2) 表面改性的目的 使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填 料; 为高分子材料及复合材料提供新的技术方法; 提高涂料或油漆中颜料分散性,改善涂料性能; 使制品有良好的光学效应或视觉效果,附加值高。
此外,电磁波、中子流、α粒子、β粒子在矿物颗 粒表面改性领域均有应用。其作用表现在辐射能改 变矿物表面结构及电荷性质、可使颗粒表面空位等 晶体缺陷增加,从而改变了颗粒表面的能量状态, 使其润湿性、吸附能力均有所增加。
电子辐射加热处理可使某些矿物颗粒的磁性或表面 荷电性质发生变化,从而有利于磁力分选和静电分 离。
方法: 粉体的沉淀反应改性一般采用湿法,即在分散的
粉体水浆液中,加入所需的改性(处理)剂,在适 当的pH和温度下,使无机改性剂以氢氧化物或水合 氧化物的形式均匀沉淀在颗粒表面,形成一层或多 层包覆膜,然后经过洗涤、脱水、干燥、焙烧等工 序使该包覆膜牢固地固定在颗粒表面,从而达到改 进粉体表面性能的目的。
高速加热式混合机是 无机粉体,如无机填 料或颜料表面化学包 覆改性常用的设备之 一,这是塑料制品加 工行业广泛使用的混 料设备。
结构
高速加热混合机的结构 1-回转盖 2-混合锅 3-折流板 4-搅拌装置
5-排料装置 6-驱动电机 7-机座
混合室成圆筒形,是由内层、加热冷却夹套、绝热层和外 套组成。内层具有很高的耐磨性和光洁度,上部与回转盖 相接,下部有排料口。为了排去混合室内的水分子与挥发 物,有的还装有抽真空装置,叶轮是高速加热式混合机的 搅拌装置,与驱动轴相连,可在混合室内高速旋转。折流 板断面成流线型,悬挂在回转盖上,可根据混合室内物料 量调节其悬挂高度。折流板内部为空腔,装有热电偶,测 试物料温度。混合室下部有排料口,位于物料旋转并被抛 起时经过的地方。排料口接有气动排料阀门,可以迅速开 启阀门排料。

材料表面改性的方法与机制

材料表面改性的方法与机制

材料表面改性的方法与机制材料的表面改性是一种常见的技术手段,用于提高材料的特性和性能。

通过对材料表面的处理,可以改变其表面性质,如增加化学反应活性、提高抗腐蚀性能、改善疲劳性能等。

本文将探讨材料表面改性的方法与机制。

一、物理方法1. 涂层技术涂层技术是常用的一种表面改性方法,通过在材料表面形成薄膜来改变其性质。

常见的涂层技术包括溅射法、电镀法、喷涂法等。

涂层可以提高材料的耐磨性、耐腐蚀性等特性,同时也可以改变材料的外观。

2. 热处理热处理是一种利用高温对材料进行加工的方法。

通过控制材料的加热温度和时间,可以改变其晶体结构和物理性能。

例如,淬火可以使金属材料具有更高的硬度和强度。

3. 表面改性剂表面改性剂是一种可以在材料表面形成薄膜或覆盖层的物质。

通过采用表面改性剂,可以改善材料的润滑性、耐腐蚀性等特性。

表面改性剂常常被用于润滑油、防锈剂等领域。

二、化学方法1. 化学处理化学处理是一种将材料浸泡在化学溶液中的方法,通过与溶液中的化学物质发生反应,改变材料的表面性质。

比如,氧化处理可以在金属表面形成一层氧化膜,增加材料的耐腐蚀性。

2. 化学合成化学合成是一种利用化学反应制备新材料的方法。

通过控制反应条件和反应物质,可以改变材料的组成和结构,从而改变其性质。

化学合成常常用于制备新的纳米材料和功能性材料。

三、生物方法1. 生物体反应生物体反应是一种利用生物体内部的化学反应来改变材料性质的方法。

例如,生物体内的酶可以催化一些特定的化学反应,从而对材料进行改性。

2. 生物微生物处理生物微生物处理是一种利用微生物来改变材料性质的方法。

微生物可以通过代谢作用来改变材料的表面化学性质,例如,通过菌种的作用,可以使材料表面具有抗菌性能。

四、机制材料表面改性的机制有很多,主要可以归纳为以下几点。

1. 氧化反应在许多材料的表面改性过程中,都涉及到氧化反应。

例如,金属材料表面的氧化处理可以形成氧化膜,提高抗腐蚀性能。

2. 化学键形成材料表面的改性过程中,常常涉及到化学键的形成。

粉体表面改性资料

粉体表面改性资料

③HYB高速冲击式表面改性机;④ 1200型混合机;
⑤机械融合改性机;
⑥流态化改性机;
⑦兼具粉碎或干燥功能的表面改性机。
高速加热混(捏)合机
高速加热式混合机是无机粉 体(如无机填料或颜料)表面化 学包覆改性常用的设备之一。
1—回转盖;2—外套;3—折流板 ;4—叶轮;5—驱动轴;6—排料 口;7—排料汽缸;8—夹套
具有表面改性剂分散较好、表面包覆较均匀等特点,但要后 续干燥作业。因此,特别适用于前段为湿式制粉作业而后又需要 干燥的场合。
三、粉碎与表面改性合二为一工艺
通过在机械粉碎过程中添加表面改性剂在粒度减小的同时对 粉体颗粒进行表面改性。
优点:可以简化工艺,某些表面改性剂可在一定程度上提高 粉碎效率。
缺点:温度难以控制,局部的过高温升可能破坏改性剂的分 子结构。此外,由于粉碎过程中颗粒不断被粉碎、产生新表面, 颗粒包覆不均匀
未来无机填料发展的三大方向: (1)粒径微细化(2)表面活性化(3)结构复杂化
二、表面改性的目的
(1)改善粉体颗粒的分散性、稳定性和相容性。 (2)提高粉体颗粒的化学稳定性,如耐药性、耐光性、
耐候性等。 (3)改变粉体的物理性质,如光学效应、机械强度等。 (4)出于环保和安全生产目的。
三 、粉体表面改性技术的应用
4.4.4 表面改性设备
高性能表面改性设备基本工艺特性:
① 对粉体及表面改性剂的分散性好;
② 粉体与表面改性剂的作用机会均等;
③ 改性温度和时间可调; ④ 单位产品能耗低、磨耗小;
⑤ 无粉尘污染或污染少; ⑥ 操作简便、运行平稳。
一、干法表面改性设备
①高速加热混(捏)合机; ②SLG连续粉体表面改性机;
(1)有机/无机复合材料(塑料、橡胶等):改善无机填料(包括

该技术中的材料表面重构综述

该技术中的材料表面重构综述

该技术中的材料表面重构综述近年来,随着科技的不断发展,许多新的材料技术不断涌现,其中材料表面重构技术就是一个备受关注的领域。

该技术通过改变材料表面的结构和性质,改善其物理性能,具有极高的应用价值。

本文将对该技术中的材料表面重构进行综述。

一、材料表面重构的原理材料表面重构技术是指通过物理、化学或生物学手段改变材料表面结构和性质的方法。

其基本原理是在材料表面引入新的物质,或者改变表面原有物质的结构和化学性质,以实现对材料表面的改性和改善。

这种改变可以是化学反应、物理吸附、生物反应等方式实现的。

由此,材料的物理性质、化学性质和生物学特性都会发生变化,拥有了更好的应用性能。

二、材料表面重构的应用范围材料表面重构技术的应用范围非常广泛,包括医学、生物、化学、电子、能源和材料等领域。

以下是该技术在不同领域的应用:1.医学领域在医学领域,材料表面重构技术可以用于改善医用材料的生物相容性和降低口腔多菌感染。

如通过改变人工关节表面材料的化学吸附能力和表面粗糙度,可以有效降低其在人体内的磨损和氧化,从而延长人工关节的使用寿命;又如通过对牙科用材料的表面进行改性,可降低残余应力和表面裂纹的形成,提高其粘结性和耐磨性。

2.生物领域在生物领域,材料表面重构技术应用范围也很广,如制备特殊的生物纳米粒子,改善生物分子的传递效率,实现肿瘤靶向治疗;用于定向生物诊断和生物检测中。

同时,该技术还可以应用于制备生物软体材料和仿生材料等生物产品,用于模拟人体组织和器官。

3.化学领域在化学领域,材料表面重构技术主要用于催化、分离和吸附等方面,如通过表面修饰来增强催化剂的选择性或活性等性能,提高化学催化反应的效率;制备具有特定分子大小和空间结构的纳米材料,用于分离和纯化药物、化学品和生物样品;通过改变多孔材料的表面特性,来增强其吸附性和选择性。

4.电子领域在电子领域,材料表面重构技术可以应用于制备新型光电器件,如太阳能电池、LED等。

比如通过表面改性来增强太阳能电池的吸收能力,提高转换效率;通过调整LED发光区的表面结构和材料性质,来实现颜色调节和光强控制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

无机粉体表面改性方法综述唐亚峰(南华大学化学化工学院无机非金属材料系湖南衡阳)摘要:表面改性是无机粉体的主要加工技术之一,表面改性对提高无机粉体的应用性能起着关键的作用。

改性后的无机粉体分散性提高,同时也改善了粉体和有机高聚物的相容性。

本文介绍了无机粉体表面改性的机理、传统的几类改性方法以及两种新型改性方法,并对无机粉体表面改性方法进行展望。

关键词:无机粉体;表面改性;改性方法;新型方法;前言无机粉体具有很高的应用性能和应用价值,添加到聚合物材料当中不仅能降低其生产成本,还提高了复合材料的力学性能和综合性能,甚至赋予其绝缘、阻燃等特殊的物理化学性质。

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]。

本文介绍了无机粉体表面改性的机理、传统的几类改性方法以及两种新型的改性的方法,并分析了这些方法各自的优缺点。

最后对无机粉体表面改性方法进行了展望。

1 无机粉体表面改性的机理由于无机矿物材料是极性或强极性的亲水矿物,而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面,彼此相容性差,通常无机矿物材料难以在有机基体中均匀分散,因此如果过多地或者直接将无机矿物材料填充到有机基体中,容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。

无机粉体表面改性是利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物( 表面改性剂) 进行复合改性,使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性,从而改善粉体粒子表面的浸润性,增强粉体粒子在介质中的界面相容性,使粒子容易分散在水中或有机化合物中。

粉体表面改性是材料制备工程的重要手段,也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容,通过粉体表面改性可以提高粉体材料的附加价值、扩大产品的用途并且开发新的产品。

如滑石粉可作为塑料填料,提高塑料制品的电绝缘性、抗酸碱性、耐火性等; 云母可作为塑料增强填料,提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量;高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用,可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮; 石英对热塑性树脂和热固性树脂具有较高的补强作用,并且能提高制品的刚硬度,对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用; 金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率,起到光屏蔽剂的作用。

赤泥、粉煤灰均为塑料填料,既可消除污染,又可降低成本。

目前无机粉体表面改性技术在保证改性效果的前提下力求降低成本,并根据无机粉体的具体情况,如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。

由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新,无机粉体改性的方法很多。

根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应,可以将无机粉体表面改性方法分为表面物理改性和表面化学改性两大类。

2 传统的改性方法2.1 物理表面改性表面物理改性是通过分子间作用力( 如范德华力、氢键等) 将无机或有机表面改性剂吸附到无机粉体粒子表面,在粉体粒子表面形成包覆层,以降低粉体的表面张力,改变粉体粒子的表面极性,减少粉体粒子之间的团聚作用,从而达到均匀稳定分散粉体粒子的目的。

2.1.1 物理涂覆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]。

经过物理涂覆以后,无机粉体的胶结能力、强度、耐高温能力等均有明显改善。

用荧光涂料涂覆的石英砂可作为示踪矿物,代替同位素示踪粒子,并且对生物体没有损害。

张巨先等[3]利用非均匀成核法在纳米SiC微粒表面均匀涂覆一层Al( OH)3,涂覆后的SiC 粒子表面性质被改变,在1 000 ℃以下具有很强的抗氧化能力,其水悬浮液表现出类似Al2O3胶体的性质,分散状况得到了改善。

吕庆淮等[4]研究发现复合颗粒肥料外表面用液体石蜡包膜后再涂覆重质碳酸钙粉体可以提高肥料颗粒的分散性,有效地防止其在运输过程中结块。

2.1.2 表面活性剂改性表面活性剂包含疏水基和亲水基,是极少数能显著改变物质表面或界面性质的物质,具有两个基本特点:( 1) 在物质表面或两相界面容易定向排列,使其表面性质或界面性质发生显著变化;( 2) 在溶液中的溶解度很低,在通常使用浓度范围内大部分以胶团( 缔合体) 状态存在,使其表面张力显著下降。

在进行无机粉体表面物理改性时,表面活性剂主要是依靠吸引作用、静电吸附沉积作用或直接包裹到粉体颗粒表面,从而达到表面改性的目的。

张颖等[5]用十二烷基苯磺酸钠( SDBS) 对表面包覆Al( OH)3的纳米SiO2改性后,纳米SiO2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。

如果将高能表面改性与其他表面改性方法并用,效果会更好,但是由于高能改性方法技术复杂、成本较高,目前在粉体表面处理方面的应用并不多。

2.1.3 高能表面改性高能改性是指采用超声波、辐照处理、热处理、等离子体等手段对无机粉体进行表面改性。

主要是利用其强度高、易集中能量的特点。

作用时分子间能产生强烈的振动,这可以使物质的特性和状态发生变化,从而达到对无机粉体表面改性的目的。

此外因为作用时产生的局部高温高压、强冲击波等,较大程度地弱化了微粒间的相互作用,有效地防止微粒团聚,使之充分分散[6]。

此法改性后的粒子大小均一,且不团聚,粒径大小可准确控制。

高能改性由于较少使用改性剂,因此不存在环境污染的问题。

但此技术较复杂且成本高,改性效果不够稳定,主要用于纤维等增强材料的改性,目前还较难应用在实际生产中。

将其它改性方法与高能表面改性结合处理,改性效果较理想。

单长兵等用硬脂酸改性层状硅酸钠时同时施加了超声处理,改性后硬脂酸在硅酸钠表面既有化学吸附又有物理吸附。

表面改性并未改变其物相组成,并且粒径经过改性后明显减小。

2.1.4 胶囊化改性胶囊化改性又称微乳液改性,是以无机粉体微粒作为核,运用原位聚合法将有机物单体聚合在粉体粒子表面,得到复合的胶囊化粒子。

与表面包覆改性不同,其包覆的膜是均匀的。

胶囊壳的作用是控制核内物质的放出条件,并起到隔离和屏蔽的作用。

这种方法主要用在现代医药领域,其独特的缓释作用赋予无机粉体新的特殊功能[7]。

胶囊化改性的例子有很多,如采用原位聚合法可以制备聚甲基丙烯酸酯包覆的钛白粉胶囊改性粉体,利用高速气流冲击法可以实现聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 在尼龙-12上、SiO2在聚乙烯上、二氧化钛和含氟石墨在尼龙-12上的包覆。

经过微小颗粒胶囊化改性不仅可以制备出无机/有机复合胶粒,改变颗粒的性质,还可以实现胶囊的缓释作用,拓宽无机粉体的应用范围[8]。

2.2 化学表面改性无机粉体表面化学改性是指通过无机粉体粒子表面和表面改性剂之间的化学吸附作用或化学反应,改变粒子的表面结构和状态,从而达到表面改性的目的。

表面化学改性法是目前最常用的表面改性方法,在无机粉体粒子表面改性技术中占有极其重要的地位。

无机粉体颗粒比表面积大,表面键态、电子态与粒子内部不同,配位不全等都为用化学方法对无机粉体粒子进行表面改性提供了有利条件。

通常,表面改性剂一端为极性基团,能与粉体表面发生化学反应而连接在一起,另一端的非极性基团能与基体形成物理缠绕或是发生化学反应,从而改变无机粉体的分散性,改善制品的性能。

2.2.1表面沉积法表面沉积法是利用无机化合物在颗粒表面进行沉淀反应,从而在颗粒表面形成一层或多层“包覆”或“包膜”,以达到改善粉体表面性质的目的。

章金兵[9]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%。

2.2.2 化学包覆化学包覆是利用表面化学方法对颗粒表面进行局部包覆,使颗粒表面有机化,从而对无机粉体颗粒表面进行改性的方法。

这种方法主要是利用官能团反应、游离基反应、整合反应、溶胶吸附等对无机粉体进行表面包覆改性。

对无机粉体进行化学包覆改性之后,可以改善其在高分子聚合基体中的分散性、相容性等,大大拓宽其应用范围。

2.2.3 机械力化学改性此法是利用粉碎、研磨等机械手段,使粉体的晶格结构等发生变化,体系内能增大,温度升高,促使粉体粒子不断分解成小颗粒,从而和其他物质发生化学结合或附着,达到表面改性的目的[10]。

机械力化学改性有两层含义: ( 1) 利用矿物超细粉碎过程中机械应力的作用激活矿物表面,使表面晶体结构与物理化学性质发生变化,从而实现应用需要; ( 2) 利用机械应力对表面激活作用和由此产生的离子或游离基引发单体烯烃类有机物聚合,或使偶联剂等表面改性剂高效附着从而实现改性。

目前,能对粉体物料进行机械力化学作用的粉碎设备主要有球磨机、气流磨、高速机械冲击式球磨机等。

粉体在超细磨过程中高活性表面的出现及微观结构变化引起表面能量增高是实施机械化学改性的基础。

高能机械力使被研磨粉体表面键发生断裂,形成具有很高反应活性的表面“悬键”,可与存在的有机物分子作用,在表面发生聚合反应或将高分子嵌段聚合物“锚定”在粉体的表面,使粉体的表面性质发生显著改变。

通过机械化学法表面改性可设计和制备自然界中不存在的复合材料,使粉体表面具有所期望的特性,达到资源高值化利用。

日本东丽公司曾把超细ZrO2粉体和聚酯酰胺微粒子置于混合机械中,由于机械力的作用而使ZrO2粉末渗入聚酰胺粒子表层,形成牢固的结合,从而使聚酰胺粒子表面均匀地包覆ZrO2,复合的ZrO2可代替ZrO2粉末用作颜料和各种涂料的基材、研磨剂和填充剂。

Kunio等曾尝试在超细粉碎TiO2的同时用硬脂酸进行表面改性处理;Tohru等则采用这种方法制备表面包覆聚苯乙烯的磁铁矿用硬脂酸钠,郑桂兵等则分别用AS和AA作改性剂对其进行表面改性,得到具有良好疏水性的重钙颗粒,且粒度减小,比表面积增大,提高了作为填料的功能性;杨春蓉等采用机械化学原理用硬脂酸作改性剂对硅灰石进行表面改性,也取得了较好的效果[11]。

相关文档
最新文档