改性與改型
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                                            粉體表面改性劑選擇的4個關鍵點!
                                            來源:中國粉體技術網    更新時間:2024-01-24 15:46:35    瀏覽次數:
                                             
                                              市場粉體表面改性劑種類繁多,功能多樣,價格當然也不一樣,該如何選擇最適合的改性劑呢?
                                              
                                              實踐表明,選擇表面改性劑品種時,主要考慮的方面包括:粉體原料的性質、產品的用途或應用領域以及工藝、價格和環保等。
                                              
                                              1、粉體原料的性質
                                              
                                              粉體原料的性質主要是酸、堿性、表面結構和官能團、吸附和化學反應特性等,應盡可能選擇能與粉體顆粒表面進行化學反應或化學吸附的表面改性劑,因為物理吸附在其后應用過程中的強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劑進行鍵合,形成較牢固的化學吸附;但硅烷類偶聯劑一般不能與碳酸鹽類堿性礦物進行化學反應或化學吸附,而鈦酸酯和鋁酸酯類偶聯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行化學吸附作用。因此,硅烷偶聯劑一般不宜用作碳酸鹽類堿性礦物粉體,如輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣的表面改性劑。
                                              
                                              2、產品的用途
                                              
                                              產品的用途是選擇表面改性劑最重要的考慮因素。不同的應用領域對粉體應用性能的技術要求不同,如表面潤濕性、分散性、pH值、遮蓋力、耐候性、光澤、抗菌性、防紫外線等,這就是要根據用途來選擇表面改性劑品種的原因之一。
                                              
                                              例如,用于各種塑料、橡膠、膠粘劑、油性或溶劑型涂料的無機粉體(填料或顏料)要求表面親油性好,即與有機高聚物基料有良好的親和性或相容性,這就要求選擇能使無機粉體表面疏水親油的表面改性劑;對于陶瓷坯料中使用的無機顏料不僅要求其在干態下的有良好的分散性,而且要求其與無機坯料的親和性好,能夠在坯料中均勻分散;對于水性漆或涂料中使用的無機粉體(填料或顏料)的表面改性劑則要求改性后粉體在水相中的分散性、沉降穩定性和配伍性好。對于無機表面改性劑則主要根據應用領域對粉體材料功能性的要求來選擇,例如,要使鈦白粉的耐候性和化學穩定性好,就要采用SiO2和Al2O3進行表面包覆(膜),要使白云母顏料具有良好的珠光效應就要采用TiO2進行表面包覆(膜)。
                                              
                                              同時,不同應用體系的組分不同,選擇表面改性劑時還須考慮與應用體系組分的相容性和配伍性,避免因表面改性劑而導致體系中其他組分功能的失效。
                                              
                                              3、改性工藝
                                              
                                              改性工藝也是選擇表面改性劑的重要考慮因素之一,如溫度、壓力以及環境因素等。所有的有機表面改性劑都會在一定的溫度下分解,如硅烷偶聯劑的沸點依品種不同在100~310℃之間變化。因此,所選擇的表面改性劑的分解溫度或沸點最好高于應用時的加工溫度。
                                              
                                              目前的表面改性工藝主要采用干法和濕法二種。對于干法工藝不必考慮其水溶性的問題,但對于濕法工藝要考慮表面改性劑的水溶性,因為只有能溶于水才能在濕式環境下與粉體顆粒充分地接觸和反應。例如碳酸鈣粉體干法表面改性時可以用硬脂酸(直接添加或用有機溶劑溶解后添加均可),但在濕法表面改性時,如直接添加硬脂酸,不僅難以達到預期的表面改性效果(主要是物理吸附),而且利用率低,過濾后表面改性劑流失嚴重,濾液中有機物排放超標。其他類型的有機表面改性劑也有類似的情況。因此,對于不能直接水溶而又必須在濕法環境下使用的表面改性劑,必須預先將其皂化、銨化或乳化,使其能在水溶液中溶解和分散。
                                              
                                              4、價格和環境因素
                                              
                                              最后,選擇表面改性劑還要考慮價格和環境因素,在滿足應用性能要求或應用性能優化的前提下,盡量選用價格較便宜的表面改性劑,以降低表面改性的成本。同時要注意選擇不對環境造成污染的表面改性劑。
                                              
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