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《粉體表面改性技術(shù)進(jìn)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、顆粒學(xué)前沿問題研討會——暨第九屆全國顆粒制各與處理研討會2009年10月SymposiumOnRecentProgressinParticuology一90NationalConferenceOnParticlePreparationAndTreatmentOct2009粉體表面改性技術(shù)進(jìn)展鄭水林(中國礦業(yè)大學(xué)dE京】化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京，100083)摘要：表面改性是顆粒加工處理的主要技術(shù)之一，對提高粉體材料的應(yīng)用性能和應(yīng)用價(jià)值有至關(guān)重要。本文從粉體表面改性方法、工藝、設(shè)備、表面改性劑及其配方等方面綜述了無機(jī)粉體表面改
2、性技術(shù)現(xiàn)狀；從表面改性工藝與設(shè)備，表面改性劑及其配方、層狀硅酸鹽礦物粉體的插層以及粉體表面的無機(jī)復(fù)合改性等方面綜述了粉體表面改性技術(shù)的最新進(jìn)展；并對發(fā)展前景和發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：粉體；表面改性；表面改性機(jī)：表面改性劑粉體表面改性技術(shù)是伴隨現(xiàn)代新型復(fù)合材料的興起而發(fā)展起來的。雖然它的發(fā)展歷史較短，但對于現(xiàn)代有機(jī)／無機(jī)復(fù)合材料、無機(jī)／無機(jī)復(fù)合材料、涂料或涂層材料、吸附與催化材料、環(huán)境材料以及超細(xì)粉體和納米粉體的制各和應(yīng)用具有重要意義。表面改性是無機(jī)粉體材料必須的加工技術(shù)之一，對提高無機(jī)粉體的應(yīng)用性能和應(yīng)用價(jià)值有至關(guān)重要，
3、是優(yōu)化粉體材料性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。中國無機(jī)粉體表面改性技術(shù)的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代，比發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家晚了約20年。90年代以后，由于相關(guān)產(chǎn)業(yè)，特別是塑料、橡膠、涂料等的快速發(fā)展，中國無機(jī)粉體表面改性技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用速度加快，但改性裝備還是以塑料行業(yè)的高速加熱混合機(jī)為主：20世紀(jì)90年代末期開始了專用表面改性設(shè)備的研發(fā)。2000年以來，以表面改性配方、表面改性工藝、表面改性設(shè)備為代表的無機(jī)粉體表面改性技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距也得到縮小。本文在綜述無機(jī)粉體表面改性技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上簡要總結(jié)了近年來無機(jī)粉體
4、表面改性技術(shù)、裝備及產(chǎn)品的進(jìn)展，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。1．無機(jī)粉體表面改性技術(shù)現(xiàn)狀1．1表面改性方法表面改性的方法很多。能夠改變粉體表面或界面的物理化學(xué)性質(zhì)的方法，如表面物理涂覆、化學(xué)包覆、無機(jī)沉淀包覆或薄膜、機(jī)械力化學(xué)、化學(xué)插層等可稱為表面改性方法。目前工業(yè)上無機(jī)粉體表面改性常用的方法主要有表面化學(xué)包覆改性法、沉淀反應(yīng)改性法和機(jī)械化學(xué)改性法及復(fù)合法。表面化學(xué)包覆改性法是目前最常用的無機(jī)粉體表面改性方法。這是一種利用有機(jī)表面改性劑分‘r中的官能團(tuán)在顆粒表面吸附或化學(xué)反應(yīng)對顆粒表面進(jìn)行改性的方法。所用表面改性劑主要有偶聯(lián)劑
5、(硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋯鋁酸酯、有機(jī)絡(luò)合物、磷酸酯等)；表面活性劑(高級脂肪酸及其鹽、高級胺鹽、非離子型表面活性劑、有機(jī)硅油或硅樹脂等1；有機(jī)低聚物及不飽和有機(jī)酸等。改性工藝可分為干法和濕法兩種。沉淀反應(yīng)法是利用化學(xué)沉淀反應(yīng)將表面改性物沉淀包覆在被改性顆粒表面，是一種“無機(jī)／無機(jī)包覆”或“無機(jī)納米／微米粉體包覆”的粉體表面改性方法。粉體表面包覆納米Ti02、ZnO、CaC03等無機(jī)物的改性，就是通過沉淀反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，如云母粉表面包覆Ti02制備珠光云母顏料；鈦白粉表面包覆si02和A1203。機(jī)械力化學(xué)改性法是利用超細(xì)粉碎過
6、程及其他強(qiáng)烈機(jī)械力作用有目的地激活顆粒表面，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜或無定形化，增強(qiáng)它與有機(jī)物或其他無機(jī)物的反應(yīng)活性。機(jī)械化學(xué)作用可以增強(qiáng)顆粒表面的活性點(diǎn)和活性基團(tuán)，增強(qiáng)其與有機(jī)基質(zhì)或有機(jī)表面改性劑的使用。以機(jī)械力化學(xué)原理為基礎(chǔ)發(fā)展起來的機(jī)械融合技術(shù)，是一種對無機(jī)顆粒進(jìn)行復(fù)合處理或表面改性，如表面復(fù)合、包覆、分散的方法?；瘜W(xué)插層改性是指利用層狀結(jié)構(gòu)的粉體顆粒晶體層之間結(jié)合力較弱(如分子鍵或范德華鍵)或存在可交換陽離子等特性，通過化學(xué)反應(yīng)或離子交換反應(yīng)改變粉體的性質(zhì)的改性方法。因此，用于插層改性的粉體一般來說具有層狀或似層狀晶體結(jié)構(gòu)，如蒙
7、脫土、高嶺土等層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物或黏土礦物以及石墨等。用于插層改性的改性劑大多為有機(jī)物，也有無機(jī)物。復(fù)合改性是指綜合采用多種方法(物理、化學(xué)和機(jī)械等)改變顆粒的表面性質(zhì)以滿足應(yīng)用的需要的改性方法。2顆粒學(xué)前沿問題研討會——暨第九屆全國顆粒制備與處理研討會目前應(yīng)用得復(fù)合改性方法主要有物理涂覆／化學(xué)包覆、機(jī)械力化學(xué)／化學(xué)包覆、無機(jī)沉淀反應(yīng)／化學(xué)包覆等。1．2表面改性工藝表面改性工藝依表面改性的方法、設(shè)備和粉體制備方法而異。目前工業(yè)上應(yīng)用的表面改性工藝主要有干法工藝、濕法工藝、復(fù)合工藝三大類。干法工藝根據(jù)作業(yè)方式的不同又可以分為
8、間歇式和連續(xù)式；濕法工藝又可分有機(jī)改性工藝和無機(jī)改性工藝；復(fù)合工藝又可分為物理涂覆／化學(xué)包覆、機(jī)械力化學(xué)／化學(xué)包覆、無機(jī)沉淀反應(yīng)，化學(xué)包覆工藝等。干法工藝是一種應(yīng)用最為廣泛的粉體表面改性工藝。目前對于無機(jī)填料和顏料，如重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土與煅燒高嶺土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微
