粉體的表面改性方法

     表面改性是根據應用需要有目的地改變粉體材料表面的物理化學性質，以滿足現代新材料、新工藝和新技術發展的需求，在粉體加工和應用過程中越來越受到重視，目前主要有7大類改性方法。

1、物理涂覆
方法原理：利用高聚物或樹脂等對粉體表面進行處理，一般包括冷法和熱法兩種。

改性劑：高聚物、酚醛樹脂、呋喃樹脂等。

影響因素：顆粒形狀、比表面積、孔隙率、涂敷劑的種類及用量、涂敷處理工藝等。

適用對象：鑄造砂、石英砂等。

2、化學包覆
方法原理：利用有機物分子中的官能團在無機粉體表面的吸附或化學反應對顆粒表面進行包覆，一般包括干法和濕法兩種。除利用表面官能團改性外，該方法還包括利用游離基反應、鰲合反應、溶膠吸附等進行表面包覆改性。

改性劑：如硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋯鋁酸鹽、有機鉻等各種偶聯劑，高級脂肪酸及其鹽，有機銨鹽及其他各種類型表面活性劑，磷酸酯，不飽和有機酸，水溶性有機高聚物等。

影響因素：粉體的表面性質，改性劑種類、用量和使用方法，改性工藝，改性設備等。

適用對象：石英砂、硅微粉、碳酸鈣、高嶺土、滑石、重晶石、硅灰石、云母、硅藻土、水鎂石、硫酸鋇、白云石、海泡石、電氣石、鈦白粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁、白炭黑、氧化鐵紅、氧化鋅、粉煤灰、納米粉體等等各類粉體。

3、沉淀反應
方法原理：通過無機化合物在顆粒表面的沉淀反應，在顆粒表面形成一層或多層“包膜”，以達到改善粉體表面性質，如光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、電、磁、熱性和體相性質等。

改性劑：金屬氧化物、氫氧化物及其鹽類等各類無機化合物。

影響因素：原料的性質（粒度大小和形狀、表面官能團），無機表面改性劑的品種，漿液的pH值、濃度，反應溫度和反應時間，洗滌、脫水、干燥或焙燒等后續處理工序。

適用對象：鈦白粉、珠光云母、氧化鋁等無機顏料。

4、機械力化學
方法原理：利用超細粉碎及其他強烈機械作用，有目的的對粉體表面進行激活，在一定程度上改變顆粒表面的晶體結構、溶解性能（表面無定形化）、化學吸附和反應活性（增加表面活性點或活性基團）等。

改性設備及藥劑：球磨機、氣流粉碎機、高速機械沖擊磨等，助磨劑、分散劑、改性劑等。

影響因素：粉碎設備的類型、機械作用的方式、粉碎環境（干、濕、氣氛等）、助磨劑或分散劑的種類和用量、機械力的作用時間以及粉體物料的晶體結構、化學組成、粒度大小和粒度分布等。

適用對象：碳酸鈣、高嶺土、滑石、云母、硅灰石等各類粉體。

5、插層改性
方法原理：利用層狀結構的礦物粉體顆粒晶體層之間結合力較弱（如分子鍵或范德華力）或存在可交換陽離子的特性，通過離子交換反應或化學反應改變粉體的界面性質和其他性質的改性方法。

改性劑：季銨鹽類、聚合物、有機單體、氨基酸等有機插層劑，羧基鈦、金屬氧化物、無機鹽等無機插層劑。

影響因素：原料的性質、反應環境、插層劑種類和用量等。

適用對象：高嶺土、石墨、云母、水滑石、蛭石、累托石、金屬氧化物以及層狀硅酸鹽等

6、膠囊化改性
方法原理：在粉體顆粒表面上覆蓋均質且有一定厚度薄膜的一種表面改性方法。粉體的膠囊化改性主要指微小顆粒膠囊化，不僅能制備無機-有機復合膠粒，還可以利用膠囊的緩釋作用將固體藥粉膠囊化。

影響因素：粉體微小膠囊化改性的應用領域很多，技術方法也不盡相同，因此，影響因素很多。

適用對象：鈦白粉、彩色顏料、氫氧化鎂、聚磷酸銨APP、紅磷、鹵素阻燃劑、香料、片狀鋁粉、硫磺、石蠟等。

7、高能表面改性
方法原理：指利用紫外線、紅外線、電暈放電、等離子體照射和電子束輻射等方法對粉體進行表面改性的方法。例如：

用ArC3H6低溫等離子處理碳酸鈣，可改善碳酸鈣與PP的界面黏結性。用紅外照射法在炭黑表面接枝聚苯乙烯等聚合物，可顯著改善炭黑在介質中的分散性。用微波輻射和空氣等離子體處理對多孔二氧化硅表面有激活作用，可使其表面羥基含量增加，水合效果增強。