填料的表面处理

试剂： 试剂：
如无规聚丙烯、 如无规聚丙烯、 聚乙烯蜡以及部分氧化低 分子量聚乙烯等
超分散剂
概念： 概念：
超分散剂即超微细粒子填料 是指尺寸介 于 1 ～1 0 0 n m的固体 颗粒 的固体
作用机理
填充粒子的粒度越小，比表面积 越小， 越小， 填充粒子的粒度越小， 与聚合物基体树脂的界面结合力越强， 与聚合物基体树脂的界面结合力越强， 从而 复合材料更好地综合了无机刚性粒 子与基体树脂的优点， 子与基体树脂的优点，得到高性能的复 合材料。 合材料。
表面处理剂
偶联剂 表面活性剂
超分散剂
处理剂
有机聚合物
氢氧化物及其盐
不饱和有机酸
偶联剂
概念： 概念：
偶联剂是一种同时具有与无机物和有机 物反应的两种性质不同的官能团的低分 子化合物。 子化合物
作用机理
偶联剂的两类基团分别通过化学反应或 物理化学作用 一端与填料表面结合另一 端与高分子树脂缠结或反应， 端与高分子树脂缠结或反应，使得表面 性质悬殊的无机填料与聚合物两相较好 地相容
试剂： 试剂：
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结构式：(RO)x结构式：(RO)x-M-Ay RO—— ——易进行水解或交换反应的短链烷氧基 RO——易进行水解或交换反应的短链烷氧基 ——中心原子Si,Ti,Al,P等 中心原子Si,Ti,Al,P M——中心原子Si,Ti,Al,P等 ——与中心原子结合稳定的较长链亲有机 A——与中心原子结合稳定的较长链亲有机 基团
捏合处理法：捏合工艺当基体树脂为粉状 时(如PVC)，可在树脂和助剂进行捏合时加 PVC)，可在树脂和助剂进行捏合时加 入填料和处理剂，在捏合过程中对填料进 行表面处理。处理剂应选择对参与捏合的 其他组分不发生化学作用，体系内即使存 在微量水分也不影响它的处理效果。所使 用的设备就是捏合机
表面改性设备
1、高速混合（捏和）机 2、 HYB高速气流冲击式粉体表面处理机 、 3、球磨机、砂磨机 、 4、液相表面处理 、
5、喷雾表面处理 、
表面处理机理
塑料填料表面处理方法， 塑料填料表面处理方法，主要包括表面的物理改 性和化学改性两大类。 性和化学改性两大类。 物理改性，如机械研磨或化学腐蚀等， 物理改性，如机械研磨或化学腐蚀等，主要用 来改善填料表面的物理结构， 来改善填料表面的物理结构，增加表面的凹凸度 和表面积， 和表面积，填料表面与处理剂以分子间作用力结 合包括涂覆和吸附。 合包括涂覆和吸附。 化学改性是通过化学反应与处理剂结合的方法， 化学改性是通过化学反应与处理剂结合的方法， 特别是纳米技术的应用更为前沿， 特别是纳米技术的应用更为前沿，通过在填料表 面架接各种官能团，是表面具有活化性能， 面架接各种官能团，是表面具有活化性能，因此 这种方法得到广泛的应用。 这种方法得到广泛的应用。
表面活性剂
概念： 概念：
表面活性剂是指极少量即能明显改变物 表面活性剂是指极少量即能明显改变物 质表面或界面性质的物质
作用机理
分子一端为长链烷基，另一端为羧基、 分子一端为长链烷基，另一端为羧基、醚 一端为长链烷基 或金属盐等极性基团， 基、或金属盐等极性基团，可与无机填料 或物理吸附， 表面发生化学作用 或物理吸附，从而有 效覆盖填料表面。 效覆盖填料表面。此外表面 活性剂本身 有一定的润滑作用， 有一定的润滑作用，可以降低熔体粘 度 而改善填充复合体系的流动性。 而改善填充复合体系的流动性。
如：纳米粒子新型填料
试剂： 试剂：
处理方法
干法 湿法
气相表面处理法
方法
加工现场处理法t
干法
填料+处理剂→高速混合、烘干高速混合、冷却→ 填料+处理剂→高速混合、烘干高速混合、冷却→处理好的填料 干法工艺干法处理的原理是填料在干态和一定温度下借高速混合 作用使处理剂均匀地作用于填料颗粒表面，形成一层极薄的表面处理 剂层。所用的设备一般为混合机。混合机一般选择高低速可调、隔层 加热和冷却两用的混合机。 干法处理过程，既有物理作用，又有化学作用。处理剂可以是液 体、低熔点固体、膏状物或配制成溶液乳液的形式。先将一定量的填 料加人混合机内，在低速搅拌下加入计量处理剂，混合均匀后逐渐升 温，并改用高速搅拌，当温度升至所需温度时，在此温度下继续搅拌 3-10min即可出料。 10min即可出料
填料的表面处理
影响填料性能的基本因素
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材料的化学成分
材料的晶体结构
材料的形貌特征
材料的表面性质
表面处理的目的
增加相容性 提高分散性 赋予新功能 ：着色力 遮盖力 耐侯性 耐热 提高附加值 控制释放 环境保护
表面改性方法
1、涂敷改性 2、表面化学改性 5、高能改性、酸碱处理
3、沉淀反应改性 4、机械化学改性
气相表面处理法
实质上是通过处理剂以气态与填料粉体表 面发生化学反应来达到填料表面处理的一 类方法。 低温等离子体法处理云母 处理方法 等离子体min 硅烷 钛酸酯 等离子体min
3 8 72.7 30 70.6 KHKH-550 NDJ-105 NDJ43.9 27.6
接触角
70.4
加工现场处理法
湿法
湿法工艺填料表面湿法处理指的是填料在湿态或以水 为介质的悬浮液中用处理剂进行表面处理的方法。其原理 是填料在处理剂的水溶液或乳液中，通过表面吸附或化学 作用使处理剂分子结合于填料表面，因此，处理剂应在水 中可溶或可乳化呈乳液状态。通常是将填料放入水中搅拌 呈悬浮液，加入表面处理剂在室温或加热的情况下继续搅 拌一定时间后，过滤烘干粉碎即可。还有一种与此类似的 方法为浸渍法，此法是将表面处理剂(如硅烷偶联剂) 方法为浸渍法，此法是将表面处理剂(如硅烷偶联剂)与溶 剂(如水、醇、丙酮或其混合溶剂)混合、溶解，配成一定 如水、醇、丙酮或其混合溶剂) 的浓度(如硅烷处理液浓度为0 的浓度(如硅烷处理液浓度为0．5％-2％)溶液，再将填料 (如玻璃纤维)放人溶液中浸渍或使纤维通过溶液，而后烘 如玻璃纤维) 干。所用的设备一般为可加热可搅拌的反应釜。
试剂： 试剂：
如：高级脂肪酸及其脂类、醇类、酰胺类 高级脂肪酸及其脂类、醇类、 和金属盐类
有机聚合物处理剂
概念： 概念：
有机聚物的特点是与聚烯烃具有相同或相 似的分子结构， 似的分子结构，作为无机填料的表面处理 剂在聚烯烃的填充改性中得到广泛应用
作用机理
用无规聚丙烯，天然橡胶，EVA包覆 C a C 03制成填充母料， 然后填充到等规聚丙烯、 P V C、 尼龙中，不仅提高复合材料的韧 性，而且改善了材料的加工性能