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?表面改性對無機填料分散性能的影響及表征

文章出處：常見問題責任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2024-11-13

　　
無機填料作為一種重要的功能性材料，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，無機填料本身的表面特性往往限制了其在復(fù)合材料中的有效分散和應(yīng)用。為了提高無機填料的綜合性能，表面改性技術(shù)應(yīng)運而生。通過對無機填料進行表面改性，可以改善其與基體材料的相容性，從而提高復(fù)合材料的整體性能。

表面改性表征方法大體上可以分為直接法和間接法。
所謂直接法就是通過測定表面改性后填料的表面物理化學性質(zhì)，如表面潤濕性、表面能、在極性/非極性介質(zhì)中的分散性、表面改性劑的包覆量、表面結(jié)構(gòu)、形貌和表面化學組成等來表征改性的效果。
間接法就是通過測定表面改性后填料在確定應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用性能。由于填料表面改性的目的性很強，因此，間接法對于填料表面改性效果的評價非常重要。

（1）潤濕接觸角

接觸角是潤濕性的主要阿判據(jù)，固體物料在水中的接觸角越大，疏水性越好。盡管測定接觸角的方法很多，如角度測量法、長度測量法、毛細管滲透速度法等，但是由于很難找到完全干凈的表面以及潤濕接觸角的滯后現(xiàn)象，難以準確測定出接觸角。因此，在研究中可采用一些簡便方法來測定試樣的疏水性或潤濕性，如透水速度。

（2）活化指數(shù)
無機填料一般相對密度較大，而且表面呈極性狀態(tài)，在水中自然沉降；而經(jīng)表面改性處理的無機填料，表面由極性變?yōu)榉菢O性，對水呈現(xiàn)較弱的非浸潤性。這種非浸潤性的細小顆粒，由于巨大的表面張力，在水中漂浮不沉。根據(jù)這一現(xiàn)象，提出“活化指數(shù)”的概念，用H表示，其含義用下式表示：H=樣品中漂浮部分的重量（g）/樣品總重量（g）。

H由0-1.0的變化過程，反映出填料粉體表面活化程度由小至大。表面改性劑的用量可參考“活化指數(shù)”來確定。所謂最佳用量，即表面改性劑在填料顆粒表面上，覆蓋單分子層的用量，大于此用量，將形成多層物理吸附的界面薄弱層，從而引起填充物的強度下降；低于此用量，則填料顆粒表面處理不完全，反映在活化指數(shù)的變化曲線上，如上圖所示。

（3）粒度分布與顆粒形貌
填料表面改性后粒度大小和分布的變化，能夠反映改性過程中粒子是否發(fā)生團聚，特別是是否發(fā)生了硬團聚，因為團聚將會影響改性后填料的應(yīng)用性能。當前測定填料粉體粒度及其分布的主要儀器有沉降式、激光粒度分析儀，庫爾特計數(shù)器及用于測定比表面積的透過法和BET法。

關(guān)于粒徑測量：對于疏水性的改性劑,測量粒度分布時可使用乙醇為分散媒介。

需要說明的是，由于各種粒度測試儀器、方法的物理基礎(chǔ)不同，相同樣品測得的粒度的物理意義和粒度大小及其分布也不盡相同，因此在用粒度大小和分布來表征改性效果時，一定要采用相同的方法和儀器。

（4）吸附類型及包覆量
吸附類型可通過脂肪提取器（帶電動攪拌和回流冷凝裝置的三口燒瓶）或熱水洗滌來測定。在填料粉體顆粒表面化學吸附的表面改性劑分子比物理吸附牢固，在強烈攪拌或與其他組分混合時不易脫落，采用脂肪提取器時，在一定時間內(nèi)，甲苯提取量越大，說明物理吸附越多，在吸附表面所占的比例越大?！?/span>

包覆量是指一定質(zhì)量的填料粉體表面所吸附的表面改性劑的質(zhì)量，用%或者mg/g表示。另外，國內(nèi)外應(yīng)用漫反射紅外傅立葉轉(zhuǎn)換光譜法定量分析包覆無機粉體填料方面也取得了一些進展。

東超新材通過復(fù)合搭配、表面改性、干濕法一體化等技術(shù)，將不同類型、不同形態(tài)和不同尺寸的導(dǎo)熱粉體糅合，形成一種高性能的導(dǎo)熱粉體，可以提高粉體在有機硅、聚氨酯、環(huán)氧、丙烯酸、塑料等體系的填充率，形成致密的熱路徑，從而降低體系的粘度，促進填料之間的協(xié)同作用，獲得更好的導(dǎo)熱性。欲咨詢具體推薦方案。?

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