无机粉体的硅烷偶联剂改性

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硅烷偶联剂处理粉体工艺

硅烷偶联剂处理粉体工艺主要包括以下步骤：
1.将硅烷偶联剂加入到适当的稀释液和助剂中，混合配成处理液。

2.将需要处理的粉体（如石英粉、二氧化硅粉体等）加入到反应釜或反应罐中。

3.将处理液喷洒到粉体上，并进行加热反应或浸泡。

4.反应一定时间后，将粉体进行脱水处理，如使用高速搅拌、加热烘干等方法。

通过硅烷偶联剂处理，可以改善粉体的表面性能，提高其与高聚物或树脂等材料的相容性和亲和力，使其更均匀地分散在基体中，从而提高填充体系的强度、模量等性能。

这种处理工艺在塑料、橡胶、电线电缆、医药、涂料、油漆、日用化工等行业中得到广泛应用。

以上信息仅供参考，具体的处理工艺可能因粉体种类、硅烷偶联剂种类和工艺条件等因素而有所不同。

建议在实际应用中，根据具体情况选择合适的处理工艺和参数。

硅烷偶联剂改性高岭土-贾子康

Central South University高岭土的表面改性学院：资源加工与生物工程学院指导老师：卢清华老师班级：无机1202班学号： 0305120412 姓名：贾子康邮箱： 1807711543@2016年3月硅烷偶联剂改性高岭土摘要本实验采用硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性，研究了改性剂用量、改性时间、改性温度等因素对改性效果的影响，并采用沉降体积、IR、XPS等手段研究了改性效果以及改性剂与高岭土之间的相互作用。

关键词：高岭土、硅烷偶联剂、改性Abstract:By using silane coupling agent on kaolin surface modification, the dosage of modifying agent, modification time, modification temperature and other factors effect of modified, and the research the effect and interaction between kaolin and modifying agent volume, IR, XPS and settlement.Key words:kaolin, silane coupling agent, modification前言由于高岭土的矿物形成条件及开采加工方法的差异，导致其表面性能有很大差别，使得高岭土的应用范围具有局限性。

因此，研究、开发不同表面改性的方法，适应高岭土在不同行业中的应用要求，是扩大高岭土的应用范围及应用效果的重要手段。

高岭土表面的结构官能团有:—Si(Al)—OH ,—Si—O—Al—和—Si(Al)—O ,这些活性点是对高岭土进行表面改性的基础。

高岭土在国民经济和日常生活中有着广泛的应用, 例如 , 在造纸工业中可以用作填料或涂料 ,从而改善纸张的性能;在橡胶、塑料等有机产品中可以用作填料, 增加制成品的强度、耐磨性, 还可以用于陶瓷原料、涂料、粘结剂等领域。

硅烷偶联剂KH550_改性白炭黑及其在环氧树脂中的应用

硅烷偶联剂KH550改性白炭黑及其在环氧树脂中的应用赵志明，李文琼，靳朝辉，于朝生（东北林业大学化学化工与资源利用学院，东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）摘要：利用硅烷偶联剂KH550对白炭黑纳米粉体进行表面接枝改性，并制备改性白炭黑（mSiO 2）/环氧树脂（EP ）浇铸体，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR ）、X 射线衍射（XRD ）、粒度分析、拉伸性能测试、热重分析（TG ）、扫描电镜（SEM ）等手段对改性前后的白炭黑粒、mSiO 2/EP 浇铸体进行表征分析，探究了KH550对白炭黑的改性效果以及mSiO 2用量对浇铸体力学性能、耐热性和结构的影响。

结果表明：以异丙醇作为分散剂，当KH550质量分数为20%，反应温度为90℃，反应时间为5h ，在醇、水混合溶剂中可以实现KH550对白炭黑的表面改性；当改性白炭黑用量为8%(wt.)时，浇铸体综合性能最好，拉伸强度为41.29MPa ，较纯EP 提升了95.2%；其最大分解速率时的温度为377℃，较纯EP 提升了14℃。

关键词：KH550；白炭黑；改性；环氧树脂；拉伸强度中图分类号：TQ 127.2Study on Surface Modiﬁ cation of Silica with KH550 and Its Application in Epoxy ResinZHAO Zhi-ming, LI Wen-qiong, JIN Zhao-hui, YU Chao-sheng（ College of Chemistry, Chemical Engineering and Resource Utilization, Northeast Forestry University; Key Laboratory of ForestPlant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, Heilongjiang, China )Abstract: The silane coupling agent KH550 was used to modify the silica by surface grafting and to prepare modiﬁ ed silica (mSiO 2)/epoxy resin (EP) casts. The silica pellets and mSiO 2/EP casts before and after modiﬁcation were characterised by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diﬀ raction (XRD), particle size analysis, tensile properties testing, thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). The eﬀ ect of KH550 on the modiﬁ cation of silica and the eﬀ ect of mSiO 2 dosage on the mechanical properties, heat resistance and structure of the cast body were investigated. The results show that the surface modiﬁ cation of silica by KH550 can be achieved in a mixed solvent of alcohol and water when the mass fraction of KH550 is 20%, the reaction temperature is 90°C and the reaction time is 5h, using isopropanol as the dispersant. Furthermore, the mechanical properties and thermal stability of the mSiO 2/EP composites were improved by the KH550 modiﬁ cation. When the amount of mSiO 2 was 8% (wt.), the tensile strength of the mSiO 2/EP composite exhibited 41.29MPa, which resulted in an increase of tensile strength by 95.2%, and a maximum decomposition rate temperature of 377°C, which is 14°C higher than that of pure EP materials.Key words: KH550; silica; modiﬁ cation; EP; tensile strength 作者简介：赵志明，硕士研究生，主要从事功能材料研究工作。

材料表面的硅烷化改性

实验64 材料表面的硅烷化改性一．实验目的1.利用硅烷偶联剂改性有机或无机材料。

2.制备无机-有机杂化粉体或薄膜材料。

二．实验原理很多纳米材料都是重要的无机化工产品，是橡胶.塑料.油漆.油墨.造纸.农药及牙膏等行业不可缺少的优良原料。

以SiO2纳米颗粒为例，纯粹制备的SiO2颗粒表面上存在着大量的羟基基团，呈极性.亲水性强，众多的颗粒相互联结成链状，链状结构彼此又以氢键相互作用，形成由聚集体组成的立体网状结构，在这种立体网状结构中分子间作用力很强，应用过程中很难均匀分散在有机聚合物中，颗粒的纳米效应很难发挥出来。

如何将纳米SiO2均匀分散在高分子材料中，以提高聚合物材料的各项性能是一个重要的研究方向。

硅烷偶联剂发展至今已有一百多种产品，按Y有机官能团的不同，可分为链系基类硅烷偶联剂.氨基硅烷偶联剂.环氧基类硅烷偶联剂.烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂及双官能基型硅烷偶联剂等。

硅烷偶联剂处理技术原理简单.操作方便，其与材料表面的作用机理一直是研究的重点，目前关于硅烷在材料表面行为的理论有很多假设，主要有化学键理论.物理吸附理论.表面浸润理论.可逆水解平衡理论和酸碱相互作用理论等。

硅烷偶联剂分子含有两种反应性基团，化学结构可以用X3SiRY来表示，其中，X是可进行水解反应并生成硅烃基(Si-OH)的基团，如卤素.氨基.烷氧基和乙酰氧基等，硅醇基团可和无机物（如无机盐类.硅酸盐.金属及金属氧化物等）发生化学反应，生成稳定的化学键，将硅烷与无机材料连接起来。

Y是非水解基团，可与有机基团如乙烯基.氨基.巯基.环氧基等起反应，从而提高硅烷与聚合物的粘连性。

R是具有饱和键或不饱和键的碳链，将官能团Y和Si原子连接起来。

因此硅烷偶联剂分子被认为是连接无机材料和有机材料的“分子桥”，能将两种性质悬殊的材料牢固地连接在一起，形成无机相/硅烷偶联剂/有机相的结合形态，从而增加了后续有机涂层与基地材料的结合力。

一般来说，硅烷分子中的两个端基团既能分别参与各自的反应，也能同时起反应。

《粉体表面改性》--3表面改性剂

表面活性剂
• （2）高级胺盐 • 阳离子表面活性剂 , 其分子通式为 RNH2( 伯胺 ) 、 R2NH(仲胺)R3H(叔胺)等.其中,至少有1～2个为长链烃基(C12 ～C22)。与高级脂肪酸一样,高级胺盐的烷烃基与聚合物的分子结构相近,因此与高聚物基料有一定相容性,分子另一端的氨基与无机粉体表面发生吸附作用。 • 在对膨润土或蒙脱石型粘土进行有机覆盖（或插层）处理以制备有机土时,一般采用季铵盐，即甲基苯基或二甲基二烃基胺盐
偶联剂
• 硅烷偶联剂的应用： • 适用于中性和酸性无机粉体的表面处理 • Ⅰ品种选择 • 在用硅烷偶联剂改性矿物粉体时，品种选择至关重要。 • 选择考虑因素： • ①应用体系的性质或树脂种类； • ②填充材料（或复合体系）的技术指标要求
偶联剂
• Ⅱ用法： • 一般水解后使用。水解pH范围为酸性或中性 (pH3.5~6.0)。 • Ⅲ用量： • 一般为粉体质量的0.2～2.0%；如已知粉体的比表面积和偶联剂最小包覆面积可按下式估算：
偶剂
• （3）铝酸酯偶联剂 • 化学通式： • Dn • ↓ • (RO)x—Al----(OCOR’)m
• 式中， Dn代表配位基团，如N、O等
偶联剂
• 用途： • 各种无机填料、颜料及阻燃剂,如重质碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡、硫酸钙、滑石粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、铁红、铬黄、碳黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高岭土、炼铝红泥、叶腊石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌等的表面改性
偶联剂
• 配位型 • （i—C3H7O)4Ti•[P—(OC8H17)2OH]2
• 配位型偶联剂是以2个以上的亚磷酸酯为配体,将磷原子上的孤对电子移到钛酸酯中的钛原子上,形成2 个配价健, 钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸酯的反应活性,提高了耐水性。配位型钛酸酯偶联剂多数不不溶解于水,可以直接高速研磨使之乳化分散在水中,也可以加表面活性剂或亲水性助溶剂使它分散在水中,对填、颜料进行表面处理

硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征

矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources第1期2021年2月·193·硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征安文峰，胡应模，张丹丹，李苗苗（中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，非金属矿物和固废资源材料化利用北京市重点实验室，岩石矿物材料国家专业实验室，北京 100083）摘要：以KH 570为改性剂，采用湿法改性的方法，在中性条件下对电气石进行表面改性，以改性产物的接触角和吸油值为参数，对改性的工艺条件进行了优化。

结果表明，在改性剂KH 570用量为0.12 mL/g 、醇水比为1:5时，在90℃下与10 g 电气石反应2 h 得到具有优良疏水性能的改性电气石，其接触角为93接。

采用IR 、XRD 、SEM 对改性电气石的结构与形貌进行了表征，结果表明，电气石经过改性后，表面成功地接入了含有双键的有机链，改性前后电气石的晶体结构没有发生变化，而改性后电气石的团聚现象大大降低，分散性增加。

关键词：电气石；KH 570；表面改性；可聚合有机化电气石doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2021.01.032中图分类号：TD989 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2021）01-0193-06收稿日期：2019-08-27；改回日期：2019-09-24基金项目：国家自然科学基金赞助（51372233）作者简介：安文峰（1995-），男，在读硕士，研究方向为矿物表面改性及其功能聚合物的合成。

通讯作者：胡应模（1964-），男，教授，博导，研究方向为矿物材料的改性及其功能复合材料。

电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类非可再生硅酸盐类矿物[1]。

它广泛分布于沉积岩、变质岩、火成岩、伟晶岩发育地区及气成高温热液矿床中，与绿柱石、黄玉、云母等矿物共生[2]，因其所处环境的差异，其内部化学组成与结构差异也较大，一般来说，除硼元素外，还含有钠、镁、铝等其他金属元素[3]。

硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究

硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究
谭秀民;冯安生;赵恒勤
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2011(017)001
【摘要】利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粉体进行超声表面改性,采用动态光散射粒度仪(DLS)、红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)等分析手段对表面改性前后的纳米二氧化硅进行表征.结果表明:硅烷偶联剂能够成功地对纳米二氧化硅进行改性,并且提高其分散性.经硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅活化率提高,团聚减少,粒子分布更加均匀.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】谭秀民;冯安生;赵恒勤
【作者单位】国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南,郑州,450006
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究 [J], 刘琪;崔海信;顾微;林春梅;李颖
2.ATRP法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对PVC的改性研究 [J], 严满清;唐龙
祥;刘榛;刘春华;王平华
3.纳米二氧化硅表面接枝聚合改性研究进展 [J], 余东升;姜通武;张玉清
4.纳米二氧化硅表面接枝氮氧自由基的改性研究 [J], 李福中;庞文键;陈何国
5.硅烷偶联剂表面接枝包覆纳米SiO_2的研究 [J], 王美英;佘庆彦;刘国栋;瞿雄伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(1)

硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅概述现代材料表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。

表面改性技术通过对基体材料表面采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能。

它包括化学热处理（渗氮、渗碳、渗金属等）、表面涂层（低压等离子喷涂、低压电弧喷涂）、激光重熔复合等薄膜镀层（物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。

这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性，使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

纳米粉体是能够通过表面处理的方法来获得或者保持其特有的纳米粒子的特性，这种表面处理方法工业上称为包膜处理或表面改性处理。

由于对纳米粉体的制造要求不同于常规无机粉体的制造要求，因此表面改性处理主要针对防止纳米粉体团聚，并帮助纳米粒子在应用体系中也以纳米形态存在，这个处理过程通常称为粉体改性处理，使用的表面处理剂称为有机改性剂。

粒子增韧改性聚合物和杂化材料的研究取得了显近年来，用无机纳米SiO2著效果。

由于纳米SiO具有表面界面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应和2特殊光、电特性，高磁阻现象以及其在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等可广泛应用于各个领域，具有广阔的应用前景和巨大的商奇异特性，使纳米SiO2业价值。

但同时由于纳米SiO的粒径小、比表面积大、具有亲水基团(一OH)，表2面活性高，稳定性差，使得颗粒之间极易相互团聚在聚合物中不易分散，并且由表面亲水疏油在纳米效应引起的一系列优异特性会被减弱或消失。

同时由于SiO2有机介质中难以浸润和分散，直接填充到材料中，很难发挥其作用，为了避免此现象发生就需要在其颗粒表面进行接枝改性。

常用的改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、超分散剂等。

一、实验目的1）了解表面改性的目的、方法和基本原理。

硅烷偶联剂

偶联剂
亲无机物的基团
亲有机物的基团
降低合成树脂熔体的粘度
，改善填充剂的分散度以提高加工性能
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3
二、偶联剂的作用
偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、旋光性能等。
偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
硅烷偶联剂
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1
主讲内容
偶联剂硅烷偶联剂定义与结构硅烷偶联剂作用机理有机硅烷偶联剂的选择原则硅烷偶联剂的种类及应用硅烷偶联剂使用方法
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2
偶联剂
一、偶联剂定义偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。
硅烷偶联剂结构
结构通式为YnSiX（4-n）；
1.通式中n为0～3的整数；
2. X为可水基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，与无机物表面有较好的反应性。典型的X基团有烷氧基、芳氧基、酰基、氯基等；最常用的则是甲氧基和乙氧基;
3. Y为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。如乙烯基、乙氧基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基等，与各种合成树脂、橡胶有较强的亲和力或反应能力。
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6
常用的代表性硅烷偶联剂
偶联剂名称
乙烯基三氯硅烷乙烯基三乙氧基硅烷乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷

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。

硅烷偶联剂对碳化硅粉体的表面改性

硅酸盐学报· 409 ·2011年硅烷偶联剂对碳化硅粉体的表面改性铁生年，李星(青海大学非金属材料研究所，西宁 810016)摘要：采用KH-550硅烷偶联剂对SiC粉体表面进行改性，得到了改性最佳工艺参数，分析了表面改性对SiC浆料分散稳定性的影响。

结果表明：SiC微粉经硅烷偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构，只改变了其在水中的胶体性质；减少了微粉团聚现象。

与原始SiC微粉相比，改性SiC微粉表面特性发生了明显变化，Zeta电位绝对值提高，浆料的分散稳定性得到了明显改善。

关键词：碳化硅；表面改性；硅烷偶联剂；分散性中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)03–0409–05Surface Modification of SiC Powder with Silane Coupling AgentTIE Shengnian，LI Xing(Non-Metallic Materials Institute of Qinghai University, Xining 810016, China)Abstract: The surface characteristics of SiC powder were modified by a KH-550 silane coupling agent. The process parameters of the modification were optimized, and the effect of surface modification on the dispersion stability of SiC slurry was analyzed. The results show that the SiC powder modified by silane coupling agent can not change the original phase structure of SiC micro-powders but reduce the aggregation of SiC particles in the powders. Compared to the original SiC powder, the surface characteristics of the modi-fied SiC powder change significantly. Zeta potential of SiC increases, and the dispersion stability of SiC slurry is improved.Key words: silicon carbide; surface modification; silane coupling agent; dispersibility在半导体制造和煤气化工程领域，许多工程都在使用SiC陶瓷[1–2]。

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

硅烷偶联剂

硅烷偶联剂
主讲内容
偶联剂硅烷偶联剂定义与结构硅烷偶联剂作用机理有机硅烷偶联剂的选择原则硅烷偶联剂的种类及应用硅烷偶联剂使用方法
偶联剂
一、偶联剂定义偶联剂（ Coupling agent），又称表面改性劑。在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。
161.5 190.3
相对密度 (25℃)
1.26 0.93
折射率 (25℃)
1.432 1.395
闪点 /℃
21 54
沸点/℃ (101.324×1 03Pa)
19 161
乙烯基三氯硅烷乙烯基三乙氧基硅烷
乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷
γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷 γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基三甲氧基硅烷 γ-氯丙基-三甲氧基硅烷 γ-巯丙基-三甲氧基硅烷 γ-氨丙基-三甲氧基硅烷
硅烷偶联剂
一、硅烷偶联剂定义与结构

硅烷偶联剂定义
硅烷偶联剂又名硅烷处理剂、底涂剂，是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物,可以和有机与无机材料发生化学键合(偶联)，增加两种材料的粘接性。

硅烷偶联剂结构
结构通式为YnSiX（4-n）； 1.通式中n为0～3的整数；
2. X为可水基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，
下表为聚合物基料与常用硅烷偶联剂的适用性
五、硅烷偶联剂的使用
1. 硅烷偶联剂的用量
硅烷偶联剂用量与偶联剂的品种及填料的比面积有关，假设为单分子层吸附，可按下式进行计算：
硅烷偶联剂最小包覆面积以硅烷偶联剂的品种不同而异。一般来说，实际用量要小于用上述公式计算的用量。当不知道无机粉体的比表面积数据或硅烷偶联剂的最小包覆面积时，可将硅烷偶联剂用量选定为无机粉体质量的0.10%～1.5%。

硅烷偶联剂KH-550的作用理论及使用方法

硅烷偶联剂KH-550的作⽤理论及使⽤⽅法硅烷偶联剂KH-550的作⽤理论及使⽤⽅法化学名称分⼦式名称：γ-氨丙基三⼄氧基硅烷别名：3-三⼄氧基甲硅烷基-1-丙胺γ-氨丙基三⼄氧基硅烷3-氨基丙基三⼄氧基硅烷分⼦式：NH2(CH2)3Si(OC2H5)3分⼦结构：分⼦结构国外对应牌号A-1100（美国联碳），Z-6011（美国道康宁），KBE-903（⽇本信越）。

本品有碱性，通⽤性强，适⽤于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。

CAS号：919-30-2物理性质密度（ρ25℃)：0.946沸点：217℃折光率nD25: 1.420溶解性：可溶于有机溶剂，但丙酮、四氯化碳不适宜作释剂；可溶于⽔。

在⽔中⽔解，呈碱性。

本品应严格密封，存放于⼲燥、阴凉、避光的室内。

硅烷偶联剂KH-550是⼀类具有特殊结构的低分⼦有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分⼦有亲和⼒或反应能⼒的活性官能团，如氧基、巯基、⼄烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能够⽔解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。

在进⾏偶联时，⾸先X基⽔形成硅醇，然后与⽆机粉体颗粒表⾯上的羟基反应，形成氢键并缩合成—SiO—M共价键(M表⽰⽆机粉体颗粒表⾯)。

同时，硅烷各分⼦的硅醇⼜相互缔合齐聚形成⽹状结构的膜覆盖在粉体颗粒表⾯，使⽆机粉体表⾯有机化。

⼀、硅烷偶联剂在⾼聚物基复合材料中的作⽤机理主要有以下⼏种理论：(1)、化学键理论：认为硅烷偶联剂KH-550含有两种不同的化学官能团，其⼀端能与⽆机材料，如玻璃纤维、硅酸盐、⾦属氧化物等表⾯的硅醇基团反应⽣成共价键;另⼀端⼜与⾼聚物基料或树脂⽣成共价键，从⽽将两种不相容的材料偶联起来。

(2)、表⾯浸润理论：认为硅烷偶联剂提⾼了玻璃纤维或其他⽆机材料的表⾯张⼒，甚⾄使其⼤于树脂基体的表⾯张⼒，从⽽有利于树脂在⽆机物表⾯的浸润与展开，改善了树脂对⽆机增强材料的润湿能⼒，使树脂与⽆机增强材料较好地黏合在⼀起。

煅烧高岭土怎么改性应用效果如何有哪些注意事项

煅烧高岭土怎么改性应用效果如何有哪些注意事项煅烧高岭土的表面改性是一种特别紧要的深加工手段，也是扩大煅烧高岭土应用领域和提高有机高分子制品质量的一条非常有效的途径。

对煅烧高岭土进行表面改性，是要更改高岭土粉体颗粒界面的性质，改善煅烧高岭土与有机高分子材料的亲合性，提高在有机高分子材料中的分散性，加强制品的多种性能，起到功能性的作用，加添煅烧高岭土的填加量，提高产品档次，降低高分子制品的成本。

1、煅烧高岭土如何选择表面改性剂？煅烧高岭土的表面改性是依据应用的需要，将其表面原有的物理化学性质进行更改。

即是利用表面化学的方法，将有机物分子的官能团在煅烧高岭土颗粒表面产生吸附作用或化学反应，对颗粒表面进行包覆，使煅烧高岭土的表面有机化，便于与有机高分子材料的结合。

煅烧高岭土表面改性重要使用硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂等。

（1）硅烷偶联剂硅烷偶联剂具有品种多、结构多而杂、用量少而效果显著、用途广泛的特点。

硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同性质基团的有机硅化合物，可以用以下通式表示：YSiX3，其式中X3是水解基团，一般是烷氧基，这类基团水解后生成Si—OH，可与煅烧高岭土颗粒表面产生化学反应，形成氢键，并缩合成共价键。

由于氢键和共价键是远比范德华力强的界面作用力，而且硅烷偶联剂与煅烧高岭土粉体间的界面总键能要远远高出单纯的物理吸附。

因此呈现出对煅烧高岭土粉体界面有很强的附着力。

在此期间硅烷偶联剂各分子间的Si—OH相互缩合，齐聚形成网状结构的膜，覆盖在高岭土粉体颗粒的表面，并外露有Y反应活性的官能团。

这些反应活性官能团可与有机高分子材料等发生键合作用，使煅烧高岭土与有机高分子基料之间产生强有力的交联，形成坚固的化学键。

当前，已商品化的硅烷偶联剂已有近百种，在无机粉体颗粒的表面改性中常用的是乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、羧基硅烷、甲基硅烷等。

硅烷偶联剂是合成的，一般是硅原子上有可水解基团的合成和硅原子上有官能团的合成。

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。

无机粉体改性塑料的研究进展

无机粉体改性塑料的研究进展无机粉体改性塑料是近年来塑料材料研究领域的热点，随着科技的进步，它得到了广泛的应用，并引发了人们深入的研究。

这类材料主要是由无机粉体和基体塑料通过其中一种方式共混或者化学结合而成。

通过有效改性，不仅可以提高塑料的机械性能、优化其表观质地，还能赋予其一些与天然材料近似的性能，例如疲劳耐性、耐磨性、抗老化性等。

本文将着重介绍无机粉体改性塑料的研究进展。

首先，无机粉体的选择范围广泛，常用的有纳米碳酸钙、氧化硅、氧化铝、金属硫化物等。

这些无机粉体的加入，为塑料提供了更强的刚度、更高的热稳定性和更好的阻燃性。

例如，氧化铝的加入能增加塑料的抗氧化性和阻燃性，使其在高温环境下保持良好的性能。

除此之外，为了达到最佳的改性效果，共混技术在无机粉体改性塑料研究中扮演着关键角色。

通过共混技术，无机粉体可以在塑料基体中分散均匀，从而使改性塑料具有更好的性能。

包括熔融共混、溶液共混、高剪切力共混等在内的各种共混技术都已被研究并成功应用。

另外，无机粉体的表面改性也是最近研究热点。

表面改性不仅能改善无机粉体在塑料基体中的分散性，还能优化其与基体的界面相容性，从而提高改性塑料的整体性能。

目前，无机粉体的表面改性方法主要包括硅烷偶联剂改性、有机硅改性、有机金属改性等。

值得一提的是，随着可持续性、环保性研究的逐渐深入，生物基塑料和可生物降解塑料也开始被应用于无机粉体改性塑料的生产中。

这些塑料不仅本身具有更好的生物相容性和可降解性，而且在无机粉体的添加下，仍然能保持较好的机械性能和使用性能。

总体来看，无机粉体改性塑料的研究进展迅速，技术日趋成熟，并在塑料产业中有着广阔的应用前景。

然而，真正实现该技术的产业化，还需要在选择无机粉体、改性方法和适配基体塑料等多方面进一步研究和优化。

只有这样，才能使无机粉体改性塑料真正发挥其优势，满足未来塑料产业的高效、环保、可持续发展的要求。