中國粉體網(wǎng)訊 粉體改性是指用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法對粉體表面進(jìn)行處理，根據(jù)應(yīng)用的需要有目的改變粉體表面的物理化學(xué)性質(zhì)或賦予其新的功能，以滿足現(xiàn)代新材料、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需要。了解表面改性的作用和粉體原料的性質(zhì)、控制改性劑的用量、選擇最合適的設(shè)備及工藝，可以在一定程度上改善或提高粉體材料的應(yīng)用性能，甚至賦于其新的功能或應(yīng)用性能。
改性的作用
粉體表面改性的作用因應(yīng)用領(lǐng)域不同而異，總的目的是提高粉體原料的應(yīng)用性能或賦予新的功能，以滿足現(xiàn)代新材料、新技術(shù)發(fā)展或新產(chǎn)品開發(fā)的需要�？偟膩碚f粉體改性主要有5個(gè)作用：使無機(jī)礦物填料由增量填料變?yōu)楣δ苄蕴盍稀楦叻肿硬牧霞皬?fù)合材料提供新技術(shù)、提高顆粒的分散性，防止顆粒團(tuán)聚性、提高粉體材料的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品性能、出于環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)目的，提高附加值。
粉體原料性質(zhì)
粉體原料的性質(zhì)主要是酸、堿性、表面結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、吸附和化學(xué)反應(yīng)特性等，應(yīng)盡可能選擇能與粉體顆粒表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的表面改性劑，因?yàn)槲锢砦皆谄浜髴?yīng)用過程中的強(qiáng)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(lián)劑進(jìn)行鍵合，形成較牢固的化學(xué)吸附；但硅烷類偶聯(lián)劑一般不能與碳酸鹽類堿性礦物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，而鈦酸酯和鋁酸酯類偶聯(lián)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(jìn)行化學(xué)吸附作用。
因此，硅烷偶聯(lián)劑一般不宜用作碳酸鹽類堿性礦物粉體，如輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣的表面改性劑。
改性劑用量
理論上在顆粒表面達(dá)到單分子層吸附所需的用量為最佳用量，該用量與粉體原料的比表面積和表面改性劑分子的截面積有關(guān)，但這一用量不一定是100%覆蓋時(shí)的表面改性劑用量，對于無機(jī)表面包覆改性，不同的包覆率和包膜層厚度可能表現(xiàn)出不同的特性，如顏色、光澤等。因此，實(shí)際最佳用量的確定還是要通過改性試驗(yàn)和應(yīng)用性能試驗(yàn)來確定，這是因?yàn)楸砻娓男詣┑挠昧坎粌H與表面改性時(shí)表面改性劑的分散和包覆的均勻性有關(guān)，還與應(yīng)用體系對粉體原料的表面性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)的具體要求有關(guān)。
改性工藝
表面改性劑用量、配方確定以后，表面改性工藝是決定表面改性效果最重要的影響因素之一。表面改性工藝要滿足表面改性劑的應(yīng)用要求或應(yīng)用條件，對表面改性劑的分散性好，能夠?qū)崿F(xiàn)表面改性劑在粉體表面均勻且牢固的包覆；同時(shí)要求工藝簡單、參數(shù)可控性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、而且能耗低、污染小。因此。選擇表面改性工藝時(shí)至少要考慮以下因素：
①表面改性劑的特性，如水溶性水解性、沸點(diǎn)或分解溫度等；
②前段粉碎或粉體制備作業(yè)是濕法還是干法，如果是濕法作業(yè)可考慮采用濕法改性工藝；
③表面改性方法。方法決定工藝，如對于表面化學(xué)包覆，既可采用干法，也可采用濕法工藝；但對于無機(jī)表面改性劑的沉淀包膜，只能采用濕法工藝。
改性設(shè)備
表面改性設(shè)備性能的優(yōu)劣不在其轉(zhuǎn)速的高低或結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否關(guān)鍵在于以下基本工藝特性：①對粉體及表面改性劑的分散性；②使粉體與表面改性劑的接觸或作用的機(jī)會(huì)；③改性溫度和停留時(shí)間；④單位產(chǎn)品能耗和磨耗；⑤粉塵污染；⑥設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
SLG型連續(xù)粉體表面改性機(jī)（SLG-3/600型）
不管用什么樣的表面改性設(shè)備，都要以表面改性的機(jī)理和表面改性的工藝為依據(jù)，來滿足超細(xì)粉體表面改性的技術(shù)要求。表面改性設(shè)備應(yīng)在高速動(dòng)態(tài)狀況下加熱，并能保溫，可排除揮發(fā)氣體，同時(shí)表面改性劑可以實(shí)現(xiàn)分加，有分級的功能，解決表面改性的團(tuán)聚問題，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
不斷創(chuàng)新粉體表面改性設(shè)備
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對粉體性能要求不斷提升，為贏得更大市場，眾多企業(yè)加大投入研究，各種粉體改性設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)當(dāng)下的發(fā)展進(jìn)展，改性工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了間歇式向連續(xù)式的轉(zhuǎn)變，市場上出現(xiàn)了專用的SLG型連續(xù)式粉體表面改性機(jī)，同樣實(shí)現(xiàn)了單一干式向濕干結(jié)合的改變。比如，超細(xì)粉碎和表面改性集成系統(tǒng)、連續(xù)干燥和表面改性集成系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的集成性使改性過程中的信息得以共享，在提升了生產(chǎn)效率的同時(shí)，創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。
參考來源：
[1]粉體表面改性技術(shù)進(jìn)展，鄭水林，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
[2]影響粉體表面改性效果的主要因素，鄭水林，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
[3]表面活性劑科學(xué)與應(yīng)用，蔣慶哲、宋昭崢、趙密福（中國石化出版社）。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思）
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