石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

石英粉的表面改性用途与方法石英粉的表面改性，依据用途不同，可以分为二种：一以以提高石英砂机械性能的涂覆改性，如树酯覆膜的精细铸造砂、油井滤油砂等，其特点是涂层本身只含一层覆盖层，涂层与矿物之间不产生任何化学键；二是以提高石英粉与树酯或高聚物基料相容性的表面化学改性，如用橡胶和塑料的填料，其特点是表面改性剂或覆盖剂与矿粒之间有化学吸附作用。

表面涂覆改性壳型铸造砂是铸造工业中用来生产高干净度产品的一种技术，产品不需进行机械精加工。

这种技术能在大规模的生产中采纳，由于它除能生产优质的铸造表面外，还具有生产速度高、再现性好的特点。

为了得到光滑的加工面，铸膜用表面涂有酚醛树脂或呋喃树脂的细砂粒制成。

这种带有涂层的砂倒入热模板，当温度为200C左右时，树脂软化，并与砂粒粘结在一起。

当壳体或模制品冷却并硬化后，取下模具以供再次铸造用。

表面涂层的砂一般采纳圆形，这样可以削减树脂的用量。

选用不同的涂料可以制成各种品级的涂覆树脂砂。

这种树脂砂既能获得高的熔膜铸造速度，又能保持模具和模芯生产中得到高抗卷壳和抗开裂性能。

树脂涂层覆膜砂的加工方法可分为热法和冷法二种。

在涂覆前应对石英砂进行冲洗、擦洗和干燥。

冷法覆膜砂是在室温下制备。

先将粉状树脂与砂混匀，然后加入溶剂（工业酒精、丙酮或糠醛），再连续混碾至溶剂挥发完，干燥后经粉碎和过筛后即得产品。

但改法有机溶剂用量大，仅用于小量生产。

热法覆膜是将砂子加热进行涂覆。

先将石英砂加热到120～160C，而后与树脂在混砂机中混匀（树脂酸用量为石英砂量的2～5%）。

这时树脂砂被热炒软化，包覆在砂粒表面，随着温度降低而变粘，此时加入乌洛托品分布在砂粒表面，并使砂激冷（乌洛托品作为催化剂可在壳模形成时使树脂固化），再加入硬脂酸钙（防止结块）混合后出砂，然后粉碎、过筛、冷却后即得产品。

此法效果好，适合大量生产。

但工艺较多而杂，需要专门的混砂设备。

采纳呋喃树脂涂覆改性后的砂用于油井钻探。

在采油的第二阶段，用泵将这些砂送到井下的采区，以扩大裂缝和加添产量。

纳米SiO2疏水改性研究及应用进展王　倩1,刘　莉2,张　琴1(1　四川大学高分子科学与工程学院,成都610065;2　广州吉必时科技实业有限公司,广州510510) 摘要 由于与有机基体之间存在良好相容性,疏水纳米SiO2已成为一种广泛应用于有机材料中的重要无机纳米填料。

介绍了纳米SiO2疏水改性的原理方法,综述了纳米SiO2疏水改性最新研究进展及其在硅橡胶、涂料、塑料、化妆品等领域的应用情况,并对今后的研究发展提出了建议。

关键词 纳米SiO2　疏水　改性中图分类号:TQ424.26 文献标识码:BR esearch and Applications of H ydrophobic N ano SilicaWAN G Qian1,L IU Li2,ZHAN G Qin1(1　College of Polymer Science and Engineering,Sichuan University,Chengdu610065;2　Guangzhou G BS High2Tech&Industry Co.Ltd.,Guangzhou510510)Abstract For the fairly good compatibility with organic matrix,hydrophobic nano silica is now one of the most important inorganic nano fillers widely used in organic materials.The mechanism of hydrophobic modification of nano silica is introduced.The current research and applications in silicone rubbers,coatings,plastics and cosmetics,etc are summarized.Some advices for civil researchers are put forward.K ey w ords nano silica,hydrophobic,modification 纳米SiO2具有小尺寸效应、量子隧道效应、特殊光电性等特点,是一种无毒、化学稳定、耐高温的无机纳米填料,在橡胶、塑料、涂料、油墨、化妆品等领域有着重要应用[1]。

亲水性和疏水性聚合物对纳米SiO2的表面改性,无机化学论文 近年来,随着纳米技术的不断发展,纳米材料在传感、生物医学、成像和药物输送等方面有广泛的应用。

而纳米SiO2是目前应用最广泛的无机非金属纳米材料之一。

纳米SiO2表面存在不同键合的羟基,主要有三种形式:(1)孤立硅羟基 (Isolated silanols);(2)连生缔合硅羟基 (Vicinal　silanols);(3)双生硅羟基(Geminal silanols)。

这些基团具有强烈的吸水性,极易发生团聚。

同时纳米SiO2粒子比表面积大、表面能高、处于热力学非稳定状态,因而具有较高的反应活性,所以在有机相中难以润湿和均匀分散,因此限制了纳米SiO2的实际应用。

为解决纳米SiO2的分散性和与聚合物、有机介质的相容性问题,必须对其表面进行改性。

纳米SiO2表面改性的方法主要有两种:(1)表面物理改性,即通过吸附、涂覆、包覆等物理作用对纳米SiO2进行表面改性;(2)表面化学改性,即通过纳米SiO2表面的羟基与改性剂之间进行化学反应,改变纳米SiO2的表面结构和状态来达到改性的目的,主要有三种方法———酯化法、偶联剂法和表面接枝聚合法。

通过不同的表面化学改性方法合成SiO2/聚合物复合材料,这类复合材料将无机纳米SiO2的光学、电学、力学性能和热稳定性能等与聚合物的易成膜、化学活性和加工性等优异性能结合起来,为新材料的发展提供了一种新途径,所以是材料领域中一个备受关注的研究课题。

本文综述了近几年亲水性、疏水性和两亲性聚合物对纳米SiO2的表面化学改性以及获得的研究进展。

纳米SiO2表面因含有大量未形成氢键的孤立、双生硅羟基,这也就为聚合物对其改性提供了改性条件。

根据分子结构和极性,可将改性聚合物分为三类:(1)亲水性聚合物,如聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(POEM)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚丙烯酰胺(PAM)等;(2)疏水性聚合物,如聚苯乙烯(PSt)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等;(3)两亲性聚合物,如含有季铵基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯即P(DMAEMA-Q)、聚(偏二氟乙烯-共聚-三氟氯乙烯)接枝聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)即P(VDF-co-CTFE)-g-P(SSA-co-MPS)和聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PSt-PGMA)等。

SiO2颗粒的表面改性及分散性能研究的开题报告
开题报告：
一、研究背景和意义
SiO2颗粒具有广泛的应用前景，因此在工业领域和科学研究中具有重要意义。

但是，未改性的SiO2颗粒往往会聚集在一起，难以分散，从而影响其应用性能。

因此，研究SiO2颗粒的表面改性及分散性能，探究其相关机理，对于有效提高其应用性能具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和方法
本研究旨在通过表面改性的方式提高SiO2颗粒的分散性能，并探究不同表面改性剂对其分散性能的影响。

具体研究内容如下：
1.制备不同表面改性剂改性的SiO2颗粒；
2.通过扫描电镜、透射电镜等测试手段分析改性前后SiO2颗粒的形貌与结构；
3.采用动态光散射仪测定改性前后SiO2颗粒的颗粒分析和分散度；
4.探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响以及其相关机理。

三、研究预期结果
本研究将制备出一系列表面改性剂改性的SiO2颗粒，并通过实验对比其分散性能，并探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响以及其相关机理。

预期结果如下：
1.成功制备出表面改性剂改性的SiO2颗粒；
2.通过实验对比其分散性能，评价不同表面改性剂对其分散性能的影响；
3.探究表面改性剂对SiO2颗粒分散性能的影响机理。

四、研究意义
本研究的结果对于提高SiO2颗粒的分散性能，增强其应用价值具有重要性意义。

同时，也为制备其他无机颗粒表面改性提供一定参考。

以上为本研究的开题报告。

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一，能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。

本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用，综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展，并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。

%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。

细粒石英的相对润湿性及其浮选行为研究米宏成;陈运双;高淑玲;刘文慧;成皓宇【摘要】目前测定粉体接触角的方法主要有压片法和渗透法,但由于难以制得表面光滑的样品,因此压片法应用有很大的局限性.根据Washburn原理,通过测定液体在粉体柱内产生的压差随时间的变化计算不同药剂条件下石英的相对接触角.并结合单矿物浮选试验结果来判断相对接触角是否可以准确表征矿物表面润湿性.结果表明:不同药剂条件下石英回收率与测得的接触角呈正相关,相对接触角越大,回收率越高;在pH值为12、Ca2+浓度为3.75 mmol/L、油酸钠用量为2.81 mmol/L条件下,浮选效果最好.在此基础上,使用JK99C型全自动表面张力仪测定了不同条件下溶液的表面张力,计算了气泡与颗粒黏着单位面积前后自由能的变化,从热力学角度分析了与药剂作用后石英表面润湿性变化及其浮选行为发生变化的原因.%The main methods to measure the contact angle of powders are pressing plate method and capillary penetration method.A commercial contact angle measuring instrument ( JF99A) was ap-plied according to Washburn technique to determine the relative contact angle of quartz under dif-ferent reagent conditions by measuring the changes of the pressure difference over time produced by the liquid in the powderbined with the flotation tests of quartz particles at the same concentrations, the relationship between their recovery and relative contact angle was analyzed, which proved that the relative wetting contact angle can characterize the surface wettability of quartz powders accurately.The flotation recovery was highest under the conditions of pH 12.0, Ca2+con-centration of 3.75 mmol/L and sodium oleate concentrationof 2.81 mmol/L.Moreover, the sur-face tensions at different conditions were measured by a full-automatic tensiometer (JK99A).Un-der each condition, the free energy changes ( ΔG) per unit area before and after the adhesion of bubble and particle were calculated respectively, which could illustrate the influences of reagents on flotation from the perspective of thermodynamics.【期刊名称】《矿产保护与利用》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】7页(P93-99)【关键词】相对接触角;Washburn渗透法;自由能;浮选行为;油酸钠;石英【作者】米宏成;陈运双;高淑玲;刘文慧;成皓宇【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD973+.3引言固体颗粒表面的润湿性及其调节是浮选的核心问题。

中国无机粉体表面改性技术发展现状郑水林（中国矿业大学北京校区北京 100083）摘要：目前应用的表面改性工业主要有干法工艺、湿发工业、复合工艺三大类；表面改性设备部分是从化工、塑料、粉碎、分散等行业中引用过来的，专用粉体表面改性设备的开发始于20世纪90年代后期；表面改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、有机低聚物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子以及金属氧化物及其盐等；表征技术有直接表征和对表面改性粉体应用性能的表征两种。

本文综述了中国无机粉体表面改性技术的现状并对其主要发展趋势进行了分析和展望。

关键词：无机粉体表面改性改性剂改性机前言以硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氧化物、氢氧化物、碳化物等为主要成分的无机粉体及其复合无机粉体是一类在现代工业、农业、建筑、交通运输、航空航天、环保等领域得到广泛应用的新材料。

这类新型无机粉体材料除了粒度微细且分布合理外，另一个重要特征是表面性质依用途不同进行了表面改性或优化处理，其目的是改善粉体的应用性能，如提高无机粉体的分散性、与复合材料中基料的相容性、改善材料的电性、热性、光性、耐侯性、化学稳定性以及改善复合材料的力学性能等【1】。

在复合材料迅速发展的现代社会，作为复合材料填料的无机粉体已逐渐成为复合材料不可或缺的重要组成部分。

无论是有机/无机复合材料还是无机/无机复合材料，粉体的表面特性，特别是超细粉体和纳米粉体的表面特性，是影响材料性能的关键因素之一。

其它诸如涂料或涂层材料吸附与催化材料等，粉体的表面性质都是决定其材料性能的关键因素之一。

正因为如此，粉体表面改性或表面处理技术已成为粉体加工技术的重要组成部分之一。

中国在这一领域虽然起步较晚，但近二十年来，尤其是近十年来，也有了较快发展【2】。

表面改性技术的主要组成部分是表面改性工艺、设备、表面改性剂及其配方、应用和表征技术等几方面，本文以工业化表面改性或表面处理技术为基点，简要回顾总结我过无机粉体表面改性技术的发展现状及其发展趋势。

改性SiO2纳米颗粒对水基泡沫稳定性影响的研究摘要本文通过观察泡沫体积的衰减过程，以泡沫半衰期作为衡量泡沫稳定性的方式，考察了SDS、CTAB和C12E5三种表面活性剂的种类和浓度等因素对泡沫稳定性的影响规律和及各自稳定泡沫的机制。

在此基础上，本文对SiO2 纳米颗粒进行了表面疏水化修饰，将改性后的SiO2纳米颗粒和表面活性剂以1：1比例配置成不同浓度的溶液，研究了SiO2纳米颗粒的尺寸以及修饰方式等因素对泡沫稳定性的影响规律和机理。

结果显示不同种类的表面活性剂与SiO2纳米颗粒协同作用对泡沫稳定性的影响规律不同，表面疏水化改性后的SiO2纳米颗粒与C12E5共用时，泡沫的稳定性会下降，与SDS 和CTAB协同作用时，能够有效提高泡沫稳定性。

总体而言，复配体系浓度在临界胶束浓度时，泡沫的稳定性最好，在浓度不变的情况下，增大SiO2纳米颗粒的尺寸，会使得泡沫稳定性变差。

关键词：泡沫；稳定性；表面活性剂；表面张力；SiO2纳米颗粒Study on the effect of modified SiO2 nanoparticles on thestability of water-based foamAbstractIn this paper, by observing the decay process of the foam volume, and using the foam half-life as a measure of the stability of the foam, this article examines the influence of the types and concentrations of three surfactants, SDS, CTAB, and C12E5 on the foam stability and their respective principles. On this basis, the SiO2nanoparticles were surface-hydrophobized, and the modified SiO2 nanoparticles and surfactants were prepared in 1:1 ratios into solutions of different concentrations. The results showed that different surfactants and SiO2 nanoparticles had different effects on foam stability. When the surface hydrophobic modified SiO2nanoparticles share with C12E5, the stability of the foam will decrease, but combined with SDS and CTAB, the foam stability can be improved effectively. In general, the foam stability is best when the concentration of the complex system is at the critical micelle concentration, Under the condition of constant concentration, increasing the size of SiO2 nanoparticles will result in poor foam stability.Keywords：Foam；stability；Surfactant；Interfacial tension；SiO2 nanoparticles目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 表面活性剂简介 (1)1.2.1 表面活性剂的定义 (1)1.2.2 表面活性剂的种类和应用 (2)1.2.3 表面活性剂的基本性质 (3)1.2.4 临界胶束浓度 (3)1.3 泡沫简介 (4)1.3.1 泡沫的结构和形成 (4)1.3.2 泡沫的衰变机理 (5)1.4 SiO2纳米颗粒简介 (5)1.4.1 SiO2纳米颗粒稳定泡沫的优势 (5)1.4.2 SiO2纳米颗粒的稳泡机理 (6)1.4.3 SiO2纳米颗粒稳泡的影响因素 (6)1.5 研究内容 (8)第2章单一表面活性剂对泡沫稳定性影响规律的研究 (9)2.1 实验材料及实验仪器 (9)2.1.1 实验材料 (9)2.1.2 实验仪器及装置 (9)2.2 单一表面活性剂泡沫液的泡沫半衰期测量 (10)2.3 单一表面活性剂泡沫液表面张力的测量 (10)2.4 泡沫衰变过程的形态记录 (11)2.5 结果与讨论 (11)2.5.1 单一表面活性剂浓度与泡沫半衰期和表面张力的关系分析 (11)2.5.2 泡沫形态随时间的变化 (14)2.6 本章小结 (16)第3章表面改性SiO2对泡沫稳定性影响规律的研究 (17)3.1 实验材料 (17)3.2 纳米SiO2的疏水化修饰及表征 (17)3.2.1 纳米SiO2的疏水化修饰 (17)3.2.1 表面改性纳米SiO2的表征 (18)3.3 改性SiO2对泡沫稳定性的影响研究 (18)3.4 结果与讨论 (18)3.4.1 疏水化修饰后纳米SiO2的红外光谱 (18)3.4.2 改性SiO2与SDS协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (19)3.4.2 改性SiO2与CTAB协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (21)3.4.3 改性SiO2与C12E5协同作用对泡沫稳定性的影响规律 (23)3.5 本章小结 (25)第4章结论 (26)致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。