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颗粒的表面改性处理

北京冠测精电仪器设备有限公司 2020-09-23 16:02:55 398  浏览
  • 颗粒的表面改性处理是伴随现代*复合材料的兴起而发展起来的一个研究热点。虽然它的发展历史较短,但对于现代有机/无机复合材料、无机/无机复合材料、涂料或涂层材料、吸附与催化材料、环境材料以及超细粉体和纳米粉体的制备和应用具有重要的意义。颗粒表面的性质有时会影响到粉碎能否继续下去,也会影响到粉体能否被应用等重大问题。因此,通过有目的的控制或改变颗粒表面的性质,对颗粒的制备和应用具有重要的影响作用。颗粒表面改性处理技术主要包括:改性处理工艺、设备、改性剂、颗粒表面功能化处理等。

    1.颗粒表面改性处理工艺

    颗粒表面改性处理工艺主要包括:液相法处理、干法改性处理、气相法处理、机械力化学处理、高能辐射(包括等离子体、激光、电子束等)处理等。颗粒表面改性处理工艺按改性与颗粒制备二者的先后顺序可以分为原位处理和后处理,原位处理是在颗粒粉碎或者颗粒生成的同时,就有目的地控制或改变颗粒表面的性质。这对团聚性高的粉体是一种有效的解决方法。

    液相法改性处理工艺特点是颗粒分散在液相中并吸附改性剂,颗粒改性效果稳定,改性剂在颗粒表面吸附均匀、完全,但是颗粒如果在干态下应用,还需进行干燥后处理,改性工艺流程复杂,成本较高。

    干法改性处理工艺特点是颗粒在干态下进行分散,通过喷洒改性剂或改性剂溶液,在一定温度下使改性剂吸附在颗粒表面完成颗粒的表面改性处理。改性方法灵活,工艺简单,成本低,但在改性过程中难以对颗粒做到均一处理。

    气相法改性处理工艺特点是分散在气相中的改性剂能够均匀地吸附在颗粒表面,颗粒改性效果稳定,与液相处理设备相比,改性后的粉体无需进行干燥处理。但受到改性过程中气固分离技术的限制,气相处理设备很难对亚微米级的颗粒进行表面改性处理。

    机械力化学处理工艺特点是在颗粒的粉碎同时添加改性剂进行表面改性处理,在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面改性处理。由于粉碎过程中颗粒会产生大量高活性新生表面,并且粉碎过程中强烈机械作用可以对颗粒表面进行激活,有效改善改性剂在颗粒表面的吸附。该工艺可以将颗粒粉碎与表面改性二者有机的结合在一起,简化颗粒的加工工艺流程,并能够提高颗粒的粉碎效率及强化颗粒表面改性的效果。但由于改性过程中颗粒不断被粉碎,产生新的表面,颗粒表面难以完全吸附改性剂。

    高能辐射改性工艺特点是直接通过高能辐射方式改变颗粒表面的电荷量来改变颗粒表面的性质,或者是利用高能辐射强化有机改性剂在颗粒表面的吸附,更好地对颗粒表面进行改性处理。

    2.颗粒表面改性处理设备

    颗粒液相法改性处理设备包括:可控温搅拌反应釜、可控温搅拌反应罐、湿法搅拌磨等。干法改性处理设备包括间歇式的高搅机和连续式的SLG型粉体表面改性机、PSC型粉体表面改性机等。机械力化学处理设备包括一些具有粉碎效果的设备,如振动磨、球磨机、气流粉碎机、行星磨等具有粉碎效果的设备。气相处理设备包括:流化床、气流湍流颗粒分散与改性设备等。高能辐射处理设备:包括等离子体型、激光束型、电子束型等设备。

    3.颗粒表面改性剂

    颗粒表面改性处理主要是依靠改性剂在颗粒表面的吸附来实现的,因此,改性剂的性质对改性后颗粒的表面性质起着决定性的作用。目前常用的改性剂有偶联剂(钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂)、表面活性剂、有机低聚物、有机硅等,其中偶联剂是目前无机颗粒*常用的一类改性剂。偶联剂与颗粒表面的作用机理有物理吸附理论、可逆水解平衡理论和化学键合理论等,其与有机基体的作用机理有化学键理论、浸润效应理论、界面层理论(可变形层理论和约束层理论)等。

    4.微/纳米颗粒复合化改性

    除了上述通过改性剂(主要为溶液)对颗粒表面进行改性处理外,这几年出现了很多复合功能颗粒材料。将微米/纳米颗粒子粒子附着在微米颗粒母粒子表面,以改变母粒子的表面性质、表面粗糙度、消除其尖锐的棱角、制备微纳米复合颗粒是目前一种新发展的颗粒表面改性处理方法。该方法使普通颗粒材料具有新的性能和功能,在满足需要的同时,降低功能组分的用量,提高经济效益。实现微/纳米颗粒复合化改性的方法有物理方法、机械方法、化学方法等。

    物理方法就是通过物理沉积的作用在颗粒表面沉积一层纳米颗粒膜。如采用磁控溅射镀膜或真空蒸镀的方法在微颗粒表面沉积金、银、铜、铝、钴、镍等金属颗粒膜。

    机械方法就是在摩擦、研磨、冲击、振动和高速搅拌等机械力作用下,小颗粒与大颗粒会发生固相反应或机械镶嵌等作用,从而使小颗粒包覆在大颗粒表面。如采用日本奈良机械制作所开发生产的高速气流冲击式粉体表面改性设备Hybridization,进行无机颗粒/高聚物、金属/金属、无机颗粒/金属等类型的复合化改性处理,获得了许多功能性的颗粒材料,是目前能够进行工业化处理的一种颗粒复合化改性方法。

    化学方法就是通过一定的化学反应在颗粒表面沉积一层颗粒膜的方法。如采用化学镀的方法在颗粒表面包覆一层金属镍、银、铜等金属膜,采用沉淀法或溶胶凝胶法在颗粒表面沉积一层金属氧化物膜,可制备纳米硅酸铝/硅灰石、纳米碳酸钙/硅灰石、纳米TiO2/多孔矿物等复合粉体材料。

    5.颗粒表面改性的评价

    目前颗粒表面改性效果的评价方法尚未完善和规范。表面改性效果的评价方法一般可以分为直接评价法和间接评价法。所谓直接评价法就是通过表面改性前后粉体的表面物理化学性质和体相性质,如润湿性、吸油值,分散性、黏度、表面结构与成分、粒度大小与分布等与体相相应性质的变化来表征和评价颗粒表面改性的效果;间接评价法就是通过评价表面改性前后粉体在实际应用领域中的应用性能来评价粉体表面改性的效果。例如,用于高聚物基复合材料填料的表面改性效果,可以通过检测填料改性前后填充的高聚物复合材料的力学性能来评价;用于电缆绝缘填料的煅烧高岭土改性效果,可用改性前后填充绝缘材料的体积电阻率以及拉伸强度、断裂伸长率等性能来评价;用于KJ目的的粉体的改性效果,可用其抗性能检测结果来评价;对于颜料的表面改性可以通过其遮盖力、着色率、色差、分散稳定性等检测结果来评价;对于催化剂的表面改性可以通过其催化性能来评价。由于粉体表面改性的目的性和*性很强,间接评价法非常重要,是评价表面改性粉体应用价值的主要依据。


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颗粒的表面改性处理

颗粒的表面改性处理是伴随现代*复合材料的兴起而发展起来的一个研究热点。虽然它的发展历史较短,但对于现代有机/无机复合材料、无机/无机复合材料、涂料或涂层材料、吸附与催化材料、环境材料以及超细粉体和纳米粉体的制备和应用具有重要的意义。颗粒表面的性质有时会影响到粉碎能否继续下去,也会影响到粉体能否被应用等重大问题。因此,通过有目的的控制或改变颗粒表面的性质,对颗粒的制备和应用具有重要的影响作用。颗粒表面改性处理技术主要包括:改性处理工艺、设备、改性剂、颗粒表面功能化处理等。

1.颗粒表面改性处理工艺

颗粒表面改性处理工艺主要包括:液相法处理、干法改性处理、气相法处理、机械力化学处理、高能辐射(包括等离子体、激光、电子束等)处理等。颗粒表面改性处理工艺按改性与颗粒制备二者的先后顺序可以分为原位处理和后处理,原位处理是在颗粒粉碎或者颗粒生成的同时,就有目的地控制或改变颗粒表面的性质。这对团聚性高的粉体是一种有效的解决方法。

液相法改性处理工艺特点是颗粒分散在液相中并吸附改性剂,颗粒改性效果稳定,改性剂在颗粒表面吸附均匀、完全,但是颗粒如果在干态下应用,还需进行干燥后处理,改性工艺流程复杂,成本较高。

干法改性处理工艺特点是颗粒在干态下进行分散,通过喷洒改性剂或改性剂溶液,在一定温度下使改性剂吸附在颗粒表面完成颗粒的表面改性处理。改性方法灵活,工艺简单,成本低,但在改性过程中难以对颗粒做到均一处理。

气相法改性处理工艺特点是分散在气相中的改性剂能够均匀地吸附在颗粒表面,颗粒改性效果稳定,与液相处理设备相比,改性后的粉体无需进行干燥处理。但受到改性过程中气固分离技术的限制,气相处理设备很难对亚微米级的颗粒进行表面改性处理。

机械力化学处理工艺特点是在颗粒的粉碎同时添加改性剂进行表面改性处理,在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面改性处理。由于粉碎过程中颗粒会产生大量高活性新生表面,并且粉碎过程中强烈机械作用可以对颗粒表面进行激活,有效改善改性剂在颗粒表面的吸附。该工艺可以将颗粒粉碎与表面改性二者有机的结合在一起,简化颗粒的加工工艺流程,并能够提高颗粒的粉碎效率及强化颗粒表面改性的效果。但由于改性过程中颗粒不断被粉碎,产生新的表面,颗粒表面难以完全吸附改性剂。

高能辐射改性工艺特点是直接通过高能辐射方式改变颗粒表面的电荷量来改变颗粒表面的性质,或者是利用高能辐射强化有机改性剂在颗粒表面的吸附,更好地对颗粒表面进行改性处理。

2.颗粒表面改性处理设备

颗粒液相法改性处理设备包括:可控温搅拌反应釜、可控温搅拌反应罐、湿法搅拌磨等。干法改性处理设备包括间歇式的高搅机和连续式的SLG型粉体表面改性机、PSC型粉体表面改性机等。机械力化学处理设备包括一些具有粉碎效果的设备,如振动磨、球磨机、气流粉碎机、行星磨等具有粉碎效果的设备。气相处理设备包括:流化床、气流湍流颗粒分散与改性设备等。高能辐射处理设备:包括等离子体型、激光束型、电子束型等设备。

3.颗粒表面改性剂

颗粒表面改性处理主要是依靠改性剂在颗粒表面的吸附来实现的,因此,改性剂的性质对改性后颗粒的表面性质起着决定性的作用。目前常用的改性剂有偶联剂(钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂)、表面活性剂、有机低聚物、有机硅等,其中偶联剂是目前无机颗粒*常用的一类改性剂。偶联剂与颗粒表面的作用机理有物理吸附理论、可逆水解平衡理论和化学键合理论等,其与有机基体的作用机理有化学键理论、浸润效应理论、界面层理论(可变形层理论和约束层理论)等。

4.微/纳米颗粒复合化改性

除了上述通过改性剂(主要为溶液)对颗粒表面进行改性处理外,这几年出现了很多复合功能颗粒材料。将微米/纳米颗粒子粒子附着在微米颗粒母粒子表面,以改变母粒子的表面性质、表面粗糙度、消除其尖锐的棱角、制备微纳米复合颗粒是目前一种新发展的颗粒表面改性处理方法。该方法使普通颗粒材料具有新的性能和功能,在满足需要的同时,降低功能组分的用量,提高经济效益。实现微/纳米颗粒复合化改性的方法有物理方法、机械方法、化学方法等。

物理方法就是通过物理沉积的作用在颗粒表面沉积一层纳米颗粒膜。如采用磁控溅射镀膜或真空蒸镀的方法在微颗粒表面沉积金、银、铜、铝、钴、镍等金属颗粒膜。

机械方法就是在摩擦、研磨、冲击、振动和高速搅拌等机械力作用下,小颗粒与大颗粒会发生固相反应或机械镶嵌等作用,从而使小颗粒包覆在大颗粒表面。如采用日本奈良机械制作所开发生产的高速气流冲击式粉体表面改性设备Hybridization,进行无机颗粒/高聚物、金属/金属、无机颗粒/金属等类型的复合化改性处理,获得了许多功能性的颗粒材料,是目前能够进行工业化处理的一种颗粒复合化改性方法。

化学方法就是通过一定的化学反应在颗粒表面沉积一层颗粒膜的方法。如采用化学镀的方法在颗粒表面包覆一层金属镍、银、铜等金属膜,采用沉淀法或溶胶凝胶法在颗粒表面沉积一层金属氧化物膜,可制备纳米硅酸铝/硅灰石、纳米碳酸钙/硅灰石、纳米TiO2/多孔矿物等复合粉体材料。

5.颗粒表面改性的评价

目前颗粒表面改性效果的评价方法尚未完善和规范。表面改性效果的评价方法一般可以分为直接评价法和间接评价法。所谓直接评价法就是通过表面改性前后粉体的表面物理化学性质和体相性质,如润湿性、吸油值,分散性、黏度、表面结构与成分、粒度大小与分布等与体相相应性质的变化来表征和评价颗粒表面改性的效果;间接评价法就是通过评价表面改性前后粉体在实际应用领域中的应用性能来评价粉体表面改性的效果。例如,用于高聚物基复合材料填料的表面改性效果,可以通过检测填料改性前后填充的高聚物复合材料的力学性能来评价;用于电缆绝缘填料的煅烧高岭土改性效果,可用改性前后填充绝缘材料的体积电阻率以及拉伸强度、断裂伸长率等性能来评价;用于KJ目的的粉体的改性效果,可用其抗性能检测结果来评价;对于颜料的表面改性可以通过其遮盖力、着色率、色差、分散稳定性等检测结果来评价;对于催化剂的表面改性可以通过其催化性能来评价。由于粉体表面改性的目的性和*性很强,间接评价法非常重要,是评价表面改性粉体应用价值的主要依据。


2020-09-23 16:02:55 398 0
颗粒的表面改性处理方法

颗粒的表面改性处理是伴随现代*复合材料的兴起而发展起来的一个研究热点。虽然它的发展历史较短,但对于现代有机/无机复合材料、无机/无机复合材料、涂料或涂层材料、吸附与催化材料、环境材料以及超细粉体和纳米粉体的制备和应用具有重要的意义。颗粒表面的性质有时会影响到粉碎能否继续下去,也会影响到粉体能否被应用等重大问题。因此,通过有目的的控制或改变颗粒表面的性质,对颗粒的制备和应用具有重要的影响作用。颗粒表面改性处理技术主要包括:改性处理工艺、设备、改性剂、颗粒表面功能化处理等。

1.颗粒表面改性处理工艺

颗粒表面改性处理工艺主要包括:液相法处理、干法改性处理、气相法处理、机械力化学处理、高能辐射(包括等离子体、激光、电子束等)处理等。颗粒表面改性处理工艺按改性与颗粒制备二者的先后顺序可以分为原位处理和后处理,原位处理是在颗粒粉碎或者颗粒生成的同时,就有目的地控制或改变颗粒表面的性质。这对团聚性高的粉体是一种有效的解决方法。

液相法改性处理工艺特点是颗粒分散在液相中并吸附改性剂,颗粒改性效果稳定,改性剂在颗粒表面吸附均匀、完全,但是颗粒如果在干态下应用,还需进行干燥后处理,改性工艺流程复杂,成本较高。

干法改性处理工艺特点是颗粒在干态下进行分散,通过喷洒改性剂或改性剂溶液,在一定温度下使改性剂吸附在颗粒表面完成颗粒的表面改性处理。改性方法灵活,工艺简单,成本低,但在改性过程中难以对颗粒做到均一处理。

气相法改性处理工艺特点是分散在气相中的改性剂能够均匀地吸附在颗粒表面,颗粒改性效果稳定,与液相处理设备相比,改性后的粉体无需进行干燥处理。但受到改性过程中气固分离技术的限制,气相处理设备很难对亚微米级的颗粒进行表面改性处理。

机械力化学处理工艺特点是在颗粒的粉碎同时添加改性剂进行表面改性处理,在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面改性处理。由于粉碎过程中颗粒会产生大量高活性新生表面,并且粉碎过程中强烈机械作用可以对颗粒表面进行激活,有效改善改性剂在颗粒表面的吸附。该工艺可以将颗粒粉碎与表面改性二者有机的结合在一起,简化颗粒的加工工艺流程,并能够提高颗粒的粉碎效率及强化颗粒表面改性的效果。但由于改性过程中颗粒不断被粉碎,产生新的表面,颗粒表面难以完全吸附改性剂。

高能辐射改性工艺特点是直接通过高能辐射方式改变颗粒表面的电荷量来改变颗粒表面的性质,或者是利用高能辐射强化有机改性剂在颗粒表面的吸附,更好地对颗粒表面进行改性处理。

2.颗粒表面改性处理设备

颗粒液相法改性处理设备包括:可控温搅拌反应釜、可控温搅拌反应罐、湿法搅拌磨等。干法改性处理设备包括间歇式的高搅机和连续式的SLG型粉体表面改性机、PSC型粉体表面改性机等。机械力化学处理设备包括一些具有粉碎效果的设备,如振动磨、球磨机、气流粉碎机、行星磨等具有粉碎效果的设备。气相处理设备包括:流化床、气流湍流颗粒分散与改性设备等。高能辐射处理设备:包括等离子体型、激光束型、电子束型等设备。

3.颗粒表面改性剂

颗粒表面改性处理主要是依靠改性剂在颗粒表面的吸附来实现的,因此,改性剂的性质对改性后颗粒的表面性质起着决定性的作用。目前常用的改性剂有偶联剂(钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂)、表面活性剂、有机低聚物、有机硅等,其中偶联剂是目前无机颗粒*常用的一类改性剂。偶联剂与颗粒表面的作用机理有物理吸附理论、可逆水解平衡理论和化学键合理论等,其与有机基体的作用机理有化学键理论、浸润效应理论、界面层理论(可变形层理论和约束层理论)等。

4.微/纳米颗粒复合化改性

除了上述通过改性剂(主要为溶液)对颗粒表面进行改性处理外,这几年出现了很多复合功能颗粒材料。将微米/纳米颗粒子粒子附着在微米颗粒母粒子表面,以改变母粒子的表面性质、表面粗糙度、消除其尖锐的棱角、制备微纳米复合颗粒是目前一种新发展的颗粒表面改性处理方法。该方法使普通颗粒材料具有新的性能和功能,在满足需要的同时,降低功能组分的用量,提高经济效益。实现微/纳米颗粒复合化改性的方法有物理方法、机械方法、化学方法等。

物理方法就是通过物理沉积的作用在颗粒表面沉积一层纳米颗粒膜。如采用磁控溅射镀膜或真空蒸镀的方法在微颗粒表面沉积金、银、铜、铝、钴、镍等金属颗粒膜。

机械方法就是在摩擦、研磨、冲击、振动和高速搅拌等机械力作用下,小颗粒与大颗粒会发生固相反应或机械镶嵌等作用,从而使小颗粒包覆在大颗粒表面。如采用日本奈良机械制作所开发生产的高速气流冲击式粉体表面改性设备Hybridization,进行无机颗粒/高聚物、金属/金属、无机颗粒/金属等类型的复合化改性处理,获得了许多功能性的颗粒材料,是目前能够进行工业化处理的一种颗粒复合化改性方法。

化学方法就是通过一定的化学反应在颗粒表面沉积一层颗粒膜的方法。如采用化学镀的方法在颗粒表面包覆一层金属镍、银、铜等金属膜,采用沉淀法或溶胶凝胶法在颗粒表面沉积一层金属氧化物膜,可制备纳米硅酸铝/硅灰石、纳米碳酸钙/硅灰石、纳米TiO2/多孔矿物等复合粉体材料。

5.颗粒表面改性的评价

目前颗粒表面改性效果的评价方法尚未完善和规范。表面改性效果的评价方法一般可以分为直接评价法和间接评价法。所谓直接评价法就是通过表面改性前后粉体的表面物理化学性质和体相性质,如润湿性、吸油值,分散性、黏度、表面结构与成分、粒度大小与分布等与体相相应性质的变化来表征和评价颗粒表面改性的效果;间接评价法就是通过评价表面改性前后粉体在实际应用领域中的应用性能来评价粉体表面改性的效果。例如,用于高聚物基复合材料填料的表面改性效果,可以通过检测填料改性前后填充的高聚物复合材料的力学性能来评价;用于电缆绝缘填料的煅烧高岭土改性效果,可用改性前后填充绝缘材料的体积电阻率以及拉伸强度、断裂伸长率等性能来评价;用于KJ目的的粉体的改性效果,可用其KJ性能检测结果来评价;对于颜料的表面改性可以通过其遮盖力、着色率、色差、分散稳定性等检测结果来评价;对于催化剂的表面改性可以通过其催化性能来评价。由于粉体表面改性的目的性和*性很强,间接评价法非常重要,是评价表面改性粉体应用价值的主要依据。


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高分子材料的表面改性研究-低场核磁技术

高分子材料的表面改性研究-低场核磁技术

高分子材料介绍

高分子材料也称为聚合物材料,它是一类以高分子化合物为基体,再配以其他添加剂所构成的材料。高分子材料分类方法有很多,最贴近我们生活的是按应用分类,可以分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。其中,橡胶、塑料是大家最熟悉的材料。橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。

高分子材料特性

很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团,那么通过材料的分子结构设计或改性,以不易老化的基团替代易老化的基团,往往可以起到良好的效果。或者是在高分子分子链上通过接枝或共聚的方法引入具有抗老化作用的功能基团或结构,赋予材料本身以优异的抗老化功能,也是研究工作者们常采用的方法,但成本较高,暂且不能实现大规模的生产和应用。

高分子材料的表面改性常用方法有:

接枝:就是在高分子的主链上接上各种侧链,高分子就由线型变成支链型了。

嵌段:在高分子的主链中插入其它链段。比如在聚氨酯链中插入聚乳酸链段,材料就从不能降解变得可以降解了。

交联:就是让原先是线型或支链型的高分子变成网状,耐热性、强度都会提高。

高分子材料研究低场核磁技术原理

高分子聚合物内的溶剂部分流动性强,衰减最慢;非交联段具有一定的分子运动特性,衰减相对较慢;而交联段所受束缚程度大,分子运动特性小,衰减较快。相比传统的SE或CPMG序列采集的不同,采用MSE-CPMG新序列采集时,通过施加组合脉冲使得核磁共振信号在死时间范围内来回反转从而尽量维持原始的核磁共振信号强度,以此实现更加短的弛豫信息采集,交联度的测试准确性进一步提高。

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2014-08-05 03:38:09 500 2
纳米二氧化硅表面改性研究-低场核磁技术

纳米二氧化硅表面改性研究-低场核磁技术

纳米二氧化硅具有常规材料难以比拟的优异性能,在先进陶瓷、微电子、航天航空、生物制药、光学检测等领域获得了广泛的应用,但由于稳定性低、易发生团聚和难于分散,需要对超细粉体进行适当的表面处理以改善颗粒的表面特性和提高其分散性能,达到应用要求。

纳米二氧化硅表面改性方法

纳米二氧化硅表面改性方法是指改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法,主要有表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等。目前工业上粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法、机械化学改性法和复合法。

在实际生产过程中,正确评价表面改性效果,对及时调整改性剂、工艺与设备参数等至关重要。低场核磁共振技术可用于粉体表面改性研究,特别是悬浮体系的表面特性研究。

低场核磁技术用于纳米二氧化硅表面改性剂研究的基本原理:

对于润湿的颗粒体系,颗粒表面会附着一层液相分子,这些液相分子因无机相表面的吸附作用而运动受限。但未与颗粒相接触的液相分子运动是自由的,液相分子的驰豫时间(relaxation time)与它所处的运动状态密切相关,自由状态的液相分子的核磁驰豫时间要比束缚状态的液相分子的驰豫时间长得多,颗粒分散性更好的体系吸附溶剂量相对更多,弛豫时间也就更短。因此,可以利用低场核磁共振技术来测量悬浮液体系的驰豫时间,并计算颗粒的湿润比表面积(可利用的吸附表面积),进而用来研究颗粒的团聚状态、分散性稳定性、亲和性以及润湿性等问题。

2022-11-11 22:42:17 176 0
粉体表面改性研究-低场核磁技术

粉体表面改性研究-低场核磁技术

超细粉体具有常规材料难以比拟的优异性能,在先进陶瓷、微电子、航天航空、生物制药、光学检测等领域获得了广泛的应用,但由于稳定性低、易发生团聚和难于分散,需要对超细粉体进行适当的表面处理以改善颗粒的表面特性和提高其分散性能,达到应用要求。

粉体表面改性方法

粉体表面改性方法是指改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法,主要有表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等。目前工业上粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法、机械化学改性法和复合法。

粉体表面改性研究进展

目前,粉体表面改性技术成为热点研发方向之一。目前取得的进展主要是纳米金属或氧化物、氢氧化物、碳酸盐表面改性的复合矿物粉体材料,如金属/空心微珠复合粉体、金属氧化物/硅灰石复合粉体、纳米TiO2/多孔矿物复合粉体、金属氧化物/重晶石复合粉体、金属氧化物/云母复合粉体等。

在实际生产过程中,正确评价表面改性效果,对及时调整改性剂、工艺与设备参数等至关重要。低场核磁共振技术可用于粉体表面改性研究,特别是悬浮体系的表面特性研究。

低场核磁技术用于粉体表面改性研究的基本原理:

对于润湿的颗粒体系,颗粒表面会附着一层液相分子,这些液相分子因无机相表面的吸附作用而运动受限。但未与颗粒相接触的液相分子运动是自由的,液相分子的驰豫时间(relaxation time)与它所处的运动状态密切相关,自由状态的液相分子的核磁驰豫时间要比束缚状态的液相分子的驰豫时间长得多,颗粒分散性更好的体系吸附溶剂量相对更多,弛豫时间也就更短。因此,可以利用低场核磁共振技术来测量悬浮液体系的驰豫时间,并计算颗粒的湿润比表面积(可利用的吸附表面积),进而用来研究颗粒的团聚状态、分散性稳定性、亲和性以及润湿性等问题。

 

2022-11-07 14:45:49 134 0

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