超细粉体表面改性研究进展

碳酸钙粉体改性研究进展兰黄鲜【摘要】碳酸钙粉体改性是提高碳酸钙复合材料整体性能的有效途径之一,国内外材料工作者做了大量的研究.综述了近年来碳酸钙粉体改性研究现状及其改性效果,展望了碳酸钙粉体改性研究领域的发展前景,提出了今后的主要研究任务.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2010(039)001【总页数】3页(P78-80)【关键词】碳酸钙粉体;表面改性;机理;改性效果【作者】兰黄鲜【作者单位】广西煤炭科学研究所,广西,南宁,523003【正文语种】中文【中图分类】TQ623.4碳酸钙（包括重钙和轻钙）具有原料易得、价格低廉，稳定性好、色泽单纯、无毒等诸多优点，而被广泛用于塑料、橡胶、造纸、油墨、建材、电线电缆等领域，成为用量最大的填充材料。

但由于碳酸钙属无机粉体，粒子表面是亲水疏油的，呈强极性，在有机介质中难以分散均匀，与基材之间结合力低，在受外力冲击时，易造成界面缺陷，导致材料性能下降；纳米级的碳酸钙粉末，表面能高，吸附作用越强，粒子互团聚,无法在聚合物基体中很好分散，从而影响其使用的实际效果。

因此，只有对碳酸钙进行改性,才能获得高性能且满足实际应用的功能性改性填充专用料。

通过对碳酸钙粉体表面改性可增加碳酸钙粉体颗粒间的斥力,降低碳酸钙粉体颗粒间的引力,使其易于分散，还可以提高碳酸钙颗粒的表面活性,改善碳酸钙粉体粒子与其他物质之间的相容性,使微粒表面产生新的物理、化学、力学性能及新的功能[1]，从而最大限度的提高材料性能和填充量，降低原料成本，进而拓宽碳酸钙粉体的应用领域，使其成为具有功能性的新型改性填充专用料。

碳酸钙粉体表面处理改性的作用机理基本上分为物理作用和化学作用两种类型，物理作用指的是表面涂量（或称之为包覆）和表面吸附，填料与处理剂之间的结合是分子间作用力，而化学作用是指在填料与处理剂之间发生包括取代、水解、接枝等化学反应[2]。

近年来，碳酸钙粉体的改性受到国内外材料工作者的广泛关注，尤其是其改性方法的研究。

无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
虽然无机粉体表面改性的目的因应用领域的不同而异，但总的目的是通过粉体改性剂改善或提高粉体材料的应用性能或赋予其新的功能以满足新材料、新技术发展或者新产品开发的需要。

无机粉体改性的目的是什么呢
1.使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料；
2.提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性和保色性等；
3.在无机/无机复合粉料中，提高无机组分，特别是小比例无机组分在大比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料；
4.通过对层状粉体进行插层改性，制备新型的层间插层矿物材料；
5.对于吸附和催化材料，提高其吸附和催化活性以及选择性、稳定性、机械强度等性能
6.超细和纳米粉体制备中的抗团聚；
粉体表面改性的原理和方法
1.表面或界面性质与其应用性能的关系
2.表面或界面与表面改性剂或者处理剂的作用机理和作用模型
3.各种表面改性方法的基本原理或者理论基础，包括表面改性处理过程中的热力学和动力学，模拟和化学计算等。

超细粉体材料第一节超细粉体材料任何固态物质都有一定的形状，占有相应空间，即具有一定的大小尺寸。

我们通常所说的粉末或细颗粒，一般是指大小为1毫米以下的固态物质。

当固态颗粒的粒径在0.1μm～10μm之间时称为微细颗粒，或称为亚超细颗粒，空气中漂浮的尘埃，多数属于这个范围。

而当粒径达到0.1μm以下时，则称为超细颗粒。

超细颗粒还可以再分为三档：即大、中、小超细颗粒。

粒仍较为困难，因此本节所述的超细粉体材料是指粒径在0.1μm～0.01μm之间的固体颗粒。

由此可见，我们所述的超细颗粒是介于大块物质和原子或分子间的中间物质态，是人工获得的数目较少的原子或分子所组成的，它保持了原有物质的化学性质，而处于亚稳态的原子或分子群，在热力学上是不稳定的。

所以对它们的研究和开发，是了解微观世界如何过渡到宏观世界的关键。

随着电子显微镜的高度发展，超细颗粒的存在及其大小、形状已经可以观察得非常的清楚。

超细颗粒与其一般粉末比较，现今已经发现了一系列奇特的性质，如熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收等特性。

这些性质的变化主要是由于“表面效应”和“体积效应”所引起的。

尽管超细颗粒的有些特性和应用尚待进一步研究开发，上述的奇特性质已为其广泛应用开辟了美好的前景。

超细颗粒的粒径越细熔点降低越显著。

银块的熔点为900℃，其超细颗粒的熔点可降至100℃以下，可以溶于热水。

金块的熔点为1064℃，而粒温度下对金属、合金或化合物的粉末进行烧结，制得各种机械部件，不仅节省能耗，降低制造工艺的难度，更重要的是可以得到性能优异的部件。

如高熔点材料WC、SiC、BN、Si3N4等作为结构材料使用时，其制造工艺需要高温烧结，当使用超细颗粒时，就可以在很低的温度下进行，且无需添加剂而获得高密度烧结体。

这对高性能无机结构材料开辟更多更广的应用途径有非常好的现实意义。

超细颗粒的直径越小，其总比表面积就越大，表面能相应增加，具有较高的化学活性。

水化硅酸钙超细粉体表面湿法改性
彭小芹;贺芳;张乐;祈学军;田元艳
【期刊名称】《西南交通大学学报》
【年(卷),期】2009(044)004
【摘要】为改善水化硅酸钙超细粉体与高分子材料基体的相容性, 采用4种改性剂对其进行表面湿法改性处理,从中优选了1种改性剂.对优选的改性剂,通过正交试验,研究改性剂用量、浆料浓度、改性温度以及改性时间对超细水化硅酸钙粉体改性的影响.试验所得最佳改性效果:活化指数从0提高到95%,吸油值由86.5 mL/100 g 降到69.5 mL/100 g.红外光谱图分析显示,优选的改性剂在水化硅酸钙粉体表面产生了化学吸附,使粉体表面有机化.
【总页数】5页(P595-599)
【作者】彭小芹;贺芳;张乐;祈学军;田元艳
【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400045;重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400045;同济大学材料科学与工程学院,上海,200092;重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400045;重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400045
【正文语种】中文
【中图分类】TU521
【相关文献】
1.水化硅酸钙超细粉体微观结构分析 [J], 彭小芹;杨巧;黄滔;许国伟
2.聚乙二醇改性对水化硅酸钙的微观结构及溶解性能的影响 [J], 吉芳英;关伟;裴琳;
刘亭役;方卓尧;李彦龙
3.硅酸钙粉体表面改性及其对聚丙烯填充性能影响研究 [J], 张权笠;梁杰;蒲维;雷泽明
4.硅藻基水化硅酸钙的表面改性与次甲基蓝吸附性能 [J], 佟钰;何欣然;罗超;王晴
5.合成多孔硅酸钙粉体表面改性研究 [J], 陈建平;宋宝祥;陈志军;陈伟
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硅酸盐学报· 409 ·2011年硅烷偶联剂对碳化硅粉体的表面改性铁生年，李星(青海大学非金属材料研究所，西宁 810016)摘要：采用KH-550硅烷偶联剂对SiC粉体表面进行改性，得到了改性最佳工艺参数，分析了表面改性对SiC浆料分散稳定性的影响。

结果表明：SiC微粉经硅烷偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构，只改变了其在水中的胶体性质；减少了微粉团聚现象。

与原始SiC微粉相比，改性SiC微粉表面特性发生了明显变化，Zeta电位绝对值提高，浆料的分散稳定性得到了明显改善。

关键词：碳化硅；表面改性；硅烷偶联剂；分散性中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)03–0409–05Surface Modification of SiC Powder with Silane Coupling AgentTIE Shengnian，LI Xing(Non-Metallic Materials Institute of Qinghai University, Xining 810016, China)Abstract: The surface characteristics of SiC powder were modified by a KH-550 silane coupling agent. The process parameters of the modification were optimized, and the effect of surface modification on the dispersion stability of SiC slurry was analyzed. The results show that the SiC powder modified by silane coupling agent can not change the original phase structure of SiC micro-powders but reduce the aggregation of SiC particles in the powders. Compared to the original SiC powder, the surface characteristics of the modi-fied SiC powder change significantly. Zeta potential of SiC increases, and the dispersion stability of SiC slurry is improved.Key words: silicon carbide; surface modification; silane coupling agent; dispersibility在半导体制造和煤气化工程领域，许多工程都在使用SiC陶瓷[1–2]。

开发与应用纳米粉体表面改性技术及应用3李爱元　徐国财　邢宏龙(安徽理工大学化学工程系,232001)摘　要　纳米粒子易严重团聚,为了有效使用纳米粉体,纳米粉体表面改性成为纳米粉体研究的重要内容。

文中论述了纳米粒子的表面改性机理、表面改性剂、表面改性方法和改性的应用。

关键词　纳米材料,纳米粒子,表面改性,改性应用Surface-modif ied technique for nanoparticles powderLi Aiyuan　Xu Guocai　Xing Honglong(Department of Chemical Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan232001)Abstract　Nanoparticles powder possesses strongly accumulation due to nanoaction energy of nanosizes powder it2 self.It is necessary for nanoparticles powder to be modified surface of nanoparticles in order to make full use of outstanding effect of nanosize materials.Surface-modified techniques of nanoparticles,including mechanism,surface-modifier of sur2 face modification,methods and application of nanoparticles powder modified,are reviewed in the paper.K ey w ords　nanomaterial,nanoparticle,surface modification,modification application 在制备纳米复合材料的过程中,一方面纳米粒子比表面大、表面能高,纳米粒子很容易团聚;另一方面纳米粒子与表面能比较低的基体的亲和性差,二者在相互混合时不能相溶,导致界面出现空隙,存在相分离现象。