?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)品開發(fā)的需要?？偟膩碚f粉體改性主要有5個作用：使無機(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，因為物理吸附在其后應(yīng)用過程中的強(qiáng)烈攪拌或擠壓作用下容易脫附。例如，石英、長石、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；但硅烷類偶聯(lián)劑一般不能與碳酸鹽類堿性礦物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，而鈦酸酯和鋁酸酯類偶聯(lián)劑則在一定條件下和一定程度上可以與碳酸鹽類堿性礦物進(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%覆蓋時的表面改性劑用量，對于無機(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改性試驗和應(yīng)用性能試驗來確定，這是因為表面改性劑的用量不僅與表面改性時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；同時要求工藝簡單、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，如對于表面化學(xué)包覆，既可采用干法，也可采用濕法工藝；但對于無機(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；③改性溫度和停留時間；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)。