硅灰石粉體表面改性的意義

硅灰石，特別是超細(xì)高長(zhǎng)徑比的硅灰石，被廣泛用于塑料、橡膠和纖維等有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料，以及油漆、涂料、膠粘劑等領(lǐng)域作為顏料和填料。硅灰石本身是一種無(wú)機(jī)物，雖然直接添加可以降低有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料的成本，增加其穩(wěn)定性、剛性、阻燃性和絕緣性等，但由于與有機(jī)聚合物的界面性質(zhì)不同，相容性較差，難以均勻分散；過(guò)多的添加往往容易導(dǎo)致材料的機(jī)械強(qiáng)度下降、易脆化等缺點(diǎn)。

因此，除了對(duì)白度和粒度的要求外，還必須采用物理、化學(xué)或機(jī)械的方法對(duì)硅灰石表面進(jìn)行包覆改性處理，以改變其表面的物理化學(xué)性質(zhì)，提高其與有機(jī)聚合物、樹脂的相容性；改善其在有機(jī)聚合物及樹脂中的分散性，以提高上述有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度以及油漆、涂料的光學(xué)性能和耐候性等。

硅灰石的表面改性方法

硅灰石的表面改性方法有多種，根據(jù)改性性質(zhì)的不同可分為物理方法、化學(xué)方法和包覆方法。根據(jù)具體工藝的差別，表面改性工藝主要有干法、濕法、復(fù)合法三種。綜合改性作用的性質(zhì)、手段和目的，分為包覆法、沉淀反應(yīng)法、表面化學(xué)法、接枝法和機(jī)械力化學(xué)法。

目前硅灰石常用的改性方法有以下幾種：

1. 無(wú)機(jī)沉淀反應(yīng)改性法：這種方法是用化學(xué)反應(yīng)將反應(yīng)生成物在硅灰石表面形成一層層的改性層，通過(guò)改性層上面的功能結(jié)構(gòu)單元來(lái)改善硅灰石的表面性質(zhì)。該方法操作簡(jiǎn)單易行，能夠以較低的成本得到改性物質(zhì)。

2. 機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)法：這是一種復(fù)合型的改善手段，即通過(guò)機(jī)械力的攪拌剪切作用將硅灰石顆粒進(jìn)行粉碎和顆?；?，機(jī)械力的作用能夠顯著提高針狀硅灰石的目數(shù)，使其均勻性和長(zhǎng)徑比得到明顯改善。然后使用化學(xué)改性的方法得到改性的硅灰石材料。這種改性手段能夠有效減小改性成本，簡(jiǎn)化改性工藝，所需的工藝和機(jī)械條件比較簡(jiǎn)單，具有較好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。

3. 有機(jī)反應(yīng)包覆法：利用有機(jī)化合物的功能基團(tuán)在硅灰石表面進(jìn)行反應(yīng)，最終達(dá)到對(duì)硅灰石顆粒表面包覆并改善表面性質(zhì)的手段。一般選用同時(shí)含有親油基團(tuán)和極性基團(tuán)的偶聯(lián)劑有機(jī)化合物作為改性劑。親油基團(tuán)能夠提供硅灰石在復(fù)合填料時(shí)與聚合物増強(qiáng)相容性，極性基團(tuán)能夠讓改性劑在硅灰石表面更穩(wěn)定。偶聯(lián)劑的種類比較多，經(jīng)常使用的包括硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸、庚二酸、鈦酸酯等。不同的偶聯(lián)劑含有的改性功能基團(tuán)對(duì)無(wú)機(jī)填料填充率和填充均勻度也會(huì)有比較明顯的區(qū)別。在研究工作中，使用兩種或多種不同種類的偶聯(lián)劑能夠在不同濃度和比例上對(duì)無(wú)機(jī)填料的性質(zhì)進(jìn)行比較明顯的改善。

隨著國(guó)內(nèi)外硅灰石市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，硅灰石的價(jià)格也在逐步提高。與此同時(shí)，硅灰石與節(jié)能環(huán)保、電子信息、生物、航空航天、軍工以及新材料和新能源等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系也日益緊密。為了不斷開拓硅灰石新的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于硅灰石表面改性以及超細(xì)粒級(jí)硅灰石粉的研究需繼續(xù)加強(qiáng)，將有助于不斷開拓硅灰石新的應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也將推動(dòng)硅灰石產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。