?百科：粉體改性知多少

粉體改性是指用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法對(duì)粉體表面進(jìn)行處理，根據(jù)應(yīng)用的需要有目的改變粉體表面的物理化學(xué)性質(zhì)或賦予其新的功能，以滿足現(xiàn)代新材料、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需要。了解表面改性的作用和粉體原料的性質(zhì)、控制改性劑的用量、選擇最合適的設(shè)備及工藝，可以在一定程度上改善或提高粉體材料的應(yīng)用性能，甚至賦予其新的功能或應(yīng)用性能。

改性的作用

粉體表面改性的作用因應(yīng)用領(lǐng)域不同而異，總的目的是提高粉體原料的應(yīng)用性能或賦予新的功能，以滿足現(xiàn)代新材料、新技術(shù)發(fā)展或新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要?？偟膩?lái)說(shuō)粉體改性主要有5個(gè)作用：使無(wú)機(jī)礦物填料由增量填料變?yōu)楣δ苄蕴盍?、為高分子材料及?fù)合材料提供新技術(shù)、提高顆粒的分散性，防止顆粒團(tuán)聚性、提高粉體材料的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品性能、出于環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)目的，提高附加值。

粉體原料性質(zhì)

粉體原料的性質(zhì)主要是酸、堿性、表面結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、吸附和化學(xué)反應(yīng)特性等，應(yīng)盡可能選擇能與粉體顆粒表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的表面改性劑，因?yàn)槲锢砦皆谄浜髴?yīng)用過(guò)程中的強(qiáng)烈攪拌或擠壓作用下容易脫附。例如，石英、長(zhǎng)石、云母、高嶺土等呈酸性的硅酸鹽礦物表面可以與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行鍵合，形成較牢固的化學(xué)吸附；但硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑一般不能與碳酸鹽類(lèi)堿性礦物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，而鈦酸酯和鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑則在一定條件下和一定程度上可以與碳酸鹽類(lèi)堿性礦物進(jìn)行化學(xué)吸附作用。    

因此，硅烷偶聯(lián)劑一般不宜用作碳酸鹽類(lèi)堿性礦物粉體，如輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣的表面改性劑。

改性劑用量

理論上在顆粒表面達(dá)到單分子層吸附所需的用量為最佳用量，該用量與粉體原料的比表面積和表面改性劑分子的截面積有關(guān)，但這一用量不一定是100%覆蓋時(shí)的表面改性劑用量，對(duì)于無(wú)機(jī)表面包覆改性，不同的包覆率和包膜層厚度可能表現(xiàn)出不同的特性，如顏色、光澤等。因此，實(shí)際最佳用量的確定還是要通過(guò)改性試驗(yàn)和應(yīng)用性能試驗(yàn)來(lái)確定，這是因?yàn)楸砻娓男詣┑挠昧坎粌H與表面改性時(shí)表面改性劑的分散和包覆的均勻性有關(guān)，還與應(yīng)用體系對(duì)粉體原料的表面性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)的具體要求有關(guān)。

改性工藝

表面改性劑用量、配方確定以后，表面改性工藝是決定表面改性效果最重要的影響因素之一。表面改性工藝要滿足表面改性劑的應(yīng)用要求或應(yīng)用條件，對(duì)表面改性劑的分散性好，能夠?qū)崿F(xiàn)表面改性劑在粉體表面均勻且牢固的包覆；同時(shí)要求工藝簡(jiǎn)單、參數(shù)可控性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、而且能耗低、污染小。因此。選擇表面改性工藝時(shí)至少要考慮以下因素：    

①表面改性劑的特性，如水溶性水解性、沸點(diǎn)或分解溫度等；

②前段粉碎或粉體制備作業(yè)是濕法還是干法，如果是濕法作業(yè)可考慮采用濕法改性工藝；

③表面改性方法。方法決定工藝，如對(duì)于表面化學(xué)包覆，既可采用干法，也可采用濕法工藝；但對(duì)于無(wú)機(jī)表面改性劑的沉淀包膜，只能采用濕法工藝。

改性設(shè)備

表面改性設(shè)備性能的優(yōu)劣不在其轉(zhuǎn)速的高低或結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否關(guān)鍵在于以下基本工藝特性：①對(duì)粉體及表面改性劑的分散性；②使粉體與表面改性劑的接觸或作用的機(jī)會(huì)；③改性溫度和停留時(shí)間；④單位產(chǎn)品能耗和磨耗；⑤粉塵污染；⑥設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。