粉体表面改性处理介绍汇总.

粉体工程简答题汇总

1. 筛分法测量粉体粒径的基本原理是什么？P19利用筛孔尺寸由大到小组合的一套筛，借助振动把粉末分成若干等级，称量各级粉末的质量，即可计算用质量的百分比表示的粒径组成。

2. 粉体的松装密度是如何测定的？P37① 粉末从漏斗中自由落下，充满圆柱杯,漏斗孔径有2.5m 和5.0m 两种，圆柱杯容积为（25±0.05）m ³。

称量刮平后圆柱杯中粉末质量与容积相比即可得出松装密度。

② 将粉末放入漏斗中的筛网上，自然或靠外力流入布料箱，交替经过布料箱中的四块倾角为25°的玻璃板和方形漏斗，最后流入已知体积的圆柱杯中，呈松散状态，然后称取杯中粉末质量，计算松装密度。

3. 推导出粉体真密度的测定公式P38 ()()[]()()()液体密度体的质量比重瓶加待测粉末加液量比重瓶加待测粉末的质比重瓶含液体的质量空比重瓶质量表观体积颗粒质量--m -m -m -m m m m m m m /m m -m m m m sl s 0s sl 00s s sl 00s p l l l l l p ρρρρ----=---==4. 库尔特计数器法测定粉体粒度的基本原理是什么？电传感器是将被测颗粒分散在导电的电解质溶液中，在该导电溶液中放置一个开有小孔的隔板，并将两个电极分别插入小孔两侧的导电溶液中，在电压差作用下，颗粒随导电溶液逐个通过小孔，每个颗粒通过小孔时产生的电阻变化表现为一个与颗粒体积或粒径成正比的电压脉冲。

5. 激光粒度仪测定粉体粒度的原理是什么？颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布。

当光束遇到颗粒阻挡时，部分发生散射现象。

散射光的传播方向与入射光的传播方向形成一个夹角θ，θ的大小与颗粒的大小有关，即小角度θ的散射光是大颗粒引起的，大角度θ的散射光是小颗粒引起的。

散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。

测量不同角度上的散射光强度，就可测得样品的粒度分布。

6.粉体表面改性的目的是什么？①增强与基体的相容性和润湿性。

纳米粉体防止沉降方法

纳米粉体防止沉降方法引言：纳米粉体在许多工业领域中具有广泛的应用前景，但由于其颗粒极小，易于聚集和沉降，导致颗粒分散性和稳定性下降，从而影响了其应用效果。

因此，研究和采用适当的方法来防止纳米粉体的沉降至关重要。

本文将介绍一些常用的纳米粉体防止沉降的方法。

一、表面修饰方法纳米粉体的表面修饰是一种常见的防止沉降的方法。

通过在粉体表面进行修饰，可以增加粉体的分散性和稳定性，减少粉体颗粒之间的相互作用力，从而防止粉体的聚集和沉降。

常用的表面修饰方法包括包覆、偶联剂修饰和表面改性等。

包覆是将纳米粉体表面包覆上一层覆盖物，形成一种保护层，从而减少粉体颗粒之间的相互作用力。

这种方法可以通过物理吸附、化学吸附或化学反应等方式实现。

常用的包覆材料包括有机物、无机物和聚合物等。

偶联剂修饰是通过在纳米粉体表面引入一种具有亲水性或疏水性的化学官能团，从而改变粉体表面的性质，增加其分散性和稳定性。

常用的偶联剂包括硅烷类、羧酸类和胺类等。

这种方法可以通过溶液处理、气相修饰或固相修饰等方式实现。

表面改性是将纳米粉体表面进行化学反应或物理改变，改变其表面性质，从而增加粉体的分散性和稳定性。

常用的表面改性方法包括等离子体处理、高能球磨和化学气相沉积等。

这些方法可以有效地改善纳米粉体的分散性和稳定性，防止其沉降。

二、分散剂的应用分散剂是一种常用的纳米粉体防止沉降的方法。

分散剂可以在纳米粉体表面形成一层吸附层，增加粉体颗粒之间的排斥力，防止粉体颗粒的聚集和沉降。

常用的分散剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂等。

阳离子表面活性剂具有良好的分散性和稳定性，可以有效地防止纳米粉体的沉降。

阴离子表面活性剂则可以改变纳米粉体的表面电荷，增加粉体颗粒之间的排斥力，减少粉体的聚集和沉降。

非离子表面活性剂具有良好的溶解性和分散性，可以在纳米粉体表面形成一层吸附层，防止粉体的聚集和沉降。

三、外加能场的作用外加能场是一种有效的纳米粉体防止沉降的方法。

表面改性

层材料的光,电,热,化学性能等来表征表面改性的效果。
纳米二氧化硅的表面改性
由于纳米二氧化硅的粒径小、比表面大、比表面能高，表面带有羟基，呈亲水性，所以能否发挥其在复合材料中的作用关键在于它的分散和与聚合物的复合。当二氧化硅表面未经改性，与聚合物共混、共聚或接枝时，纳米二氧化硅容易团聚，与聚合物产生相分离或发生相反转。所以，对其进行改性是解决纳米二氧化硅团聚，制备无机有机纳米复合材料的重要步骤。二氧化硅的表面未经改性，体系的粘度较大，经表面改性后，即使二氧化硅的含量高达35%（质量分数）时，体系的粘度仍适中。加入改性二氧化硅的复合材料的存储模量大约是未加改性剂的2倍，丙烯酸酯的粘弹性及耐磨性随二氧化硅含量的增加而提高。但如果纳米二氧化硅加入过量，也会导致体系粘度增加。一般在30%~35%.
应用：
广泛应用于机械工业、国防工业航空航天领域,通过表面改性可以使材料性能提高,产品质量提高,降低企业成本.在提高零部件的使用寿命和可靠性,提高产品质量,以及节约材料,节约能源等方面都有着十分重要的意义。
工艺：
表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而异。目前工业上应用的表面改性工艺主要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。
表面改性方法
到填料表面改性的工艺。反应，对粉体颗粒表面进行包覆，使颗粒表面改性的方法。
面形成一层和多层包覆膜，以改善粉体表面性质。
物理涂覆：利用高聚物或树脂等对材料表面进行处理以达
化学包覆：利用有机物分子中的官能团与填料表面发生化学
沉淀反应：通过无机化合物在颗粒表面沉淀反应，在颗粒表
插层改性：利用层状结构的粉体颗粒晶体层之间结合力较弱
反应,并且烷氧基硅烷价格较高,在乳液聚合中易形成凝胶

PbO2粉体的表面改性研究

成都联合化工试剂研究所）。８— ５２型磁力加热搅拌器（苏省金坛市医疗仪江器厂）Ｔ１０；Ｍ一００扫描电子显微镜（Ｅ（ＳＭ）日立公司）Ｎｃｌ０里叶变换红外光谱（ＨＲ）美国；ｉｅ８０傅ｏｔＦ（热电尼高力公司）。
１２制备过程．
首先将表面改性剂ＣＡＴＢ溶解于配置好ｐＨ值的蒸馏水中，然后将一定质量的ＰＯ粉体加入到ｂ改性剂水溶液中进行加热搅拌，滤、涤，滤饼抽洗将置于干燥箱中１０Ｃ２￣干燥２，终得到表面有机改ｈ最性的ＰＯ粉体。通过控制ＣＡＢ占粉体的重量比ｂＴ例、ＴＢ水溶液浓度、ＴＢ水溶液ｐＣＡＣＡＨ值、性时改
（ｉｈａｏｇｎｎｕａｎｔｒｌｅｈｏｏｙＣ．Ｌｄ，ａｙｎ２００ＣｉａＳｃｕｎＤｎｆｇＩｓｌｔｇＭａｅｉｃｎｌｇｏｔ．Ｍｉｎａｇ６１１，ｈｎ）ａｉａＴ，
ＡｂｔａｔＰＯ２ｏｅｓｗｅｅｓｒｃｄｆｄｗｉｒａｉｕｆｃａｔｉｔｒｓｌｔｎＩｆｅｃｆｐｏｅｓｓｒｃ：ｂｗｄｒｒｕｆｅｍｏｉｅｔｏｇｎｃｓｒｔｎｎｗａｅｏｕｉ．ｎｕｎｅｏｒｃｓ — ｐａｉｈａｏｌｉｇｐｒｍｅｅｎｍｏｉｃｔｎｅｆｃｓｉｖｓｉａｅｙｏｔｏｏａｘｅｍｅｔｘｅｍｅｔｌｒｓｌｎｉａｅｎａａｔｒｏｄｆａｉｆｔｗａｎｅｔｔｄｂｒｇｎｌｅｐｒｎ．Ｅｐｒｎａｅｕｔｉｄｃｔｄｓｉｏｅｇｈｉｉｓｔａｐｉｍｏｄｔｎｏｒｃｓｉｇｗｓｃｎｅｔｏｕｆｃａｔｗａ．％，Ｈｆｓｌｔｎｗａ，ｄｆａｉｎｔｒ— ｈｔｔｏｍｕｃｎｉｏｆｏｅｓｎａｏｔｎｆｒａｔｎｓ３５ｉｐｓｐｏｏｕｉｓ５ｍｏｉｃｔｅｏｉｏｎｐｒｔｒａ５Ｃ，ｏｃｎｒｔｎｏｏｕｉｎｗｓ４ｅａｕｅｗｓ５￣ｃｎｅｔｉｆｌｔａｍｍｏ・一１ｍｏｉｃｔｎｔｓ５．ｄｏｇｎｃｓｒｃａｔｗｓａｏｓｏｌＬ，ｄｆａｉｉｗａｈＡｎｒａｉｕｆｔｎａｉｏｍｅａａｓｒｅｎｓｒａｅｏｂｏｄｒｎｏｍｅａｒｅｌｂｔｅｎｔｅｐｗｅｓｈｓｒｄｃｄａｇｏｒｔｎｏｂｏｂｄｏｕｆｃｆＰＯ２ｗｅｓａｄｆｒｄｂｒｉｒｆｍｅｗｅｈｏｄｒ，ｔｕｅｕｅｇｌｍｅａｉｆｐｉｏ

《粉体表面改性》--3表面改性剂

表面活性剂
• （2）高级胺盐 • 阳离子表面活性剂 , 其分子通式为 RNH2( 伯胺 ) 、 R2NH(仲胺)R3H(叔胺)等.其中,至少有1～2个为长链烃基(C12 ～C22)。与高级脂肪酸一样,高级胺盐的烷烃基与聚合物的分子结构相近,因此与高聚物基料有一定相容性,分子另一端的氨基与无机粉体表面发生吸附作用。 • 在对膨润土或蒙脱石型粘土进行有机覆盖（或插层）处理以制备有机土时,一般采用季铵盐，即甲基苯基或二甲基二烃基胺盐
偶联剂
• 硅烷偶联剂的应用： • 适用于中性和酸性无机粉体的表面处理 • Ⅰ品种选择 • 在用硅烷偶联剂改性矿物粉体时，品种选择至关重要。 • 选择考虑因素： • ①应用体系的性质或树脂种类； • ②填充材料（或复合体系）的技术指标要求
偶联剂
• Ⅱ用法： • 一般水解后使用。水解pH范围为酸性或中性 (pH3.5~6.0)。 • Ⅲ用量： • 一般为粉体质量的0.2～2.0%；如已知粉体的比表面积和偶联剂最小包覆面积可按下式估算：
偶剂
• （3）铝酸酯偶联剂 • 化学通式： • Dn • ↓ • (RO)x—Al----(OCOR’)m
• 式中， Dn代表配位基团，如N、O等
偶联剂
• 用途： • 各种无机填料、颜料及阻燃剂,如重质碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡、硫酸钙、滑石粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、铁红、铬黄、碳黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高岭土、炼铝红泥、叶腊石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌等的表面改性
偶联剂
• 配位型 • （i—C3H7O)4Ti•[P—(OC8H17)2OH]2
• 配位型偶联剂是以2个以上的亚磷酸酯为配体,将磷原子上的孤对电子移到钛酸酯中的钛原子上,形成2 个配价健, 钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸酯的反应活性,提高了耐水性。配位型钛酸酯偶联剂多数不不溶解于水,可以直接高速研磨使之乳化分散在水中,也可以加表面活性剂或亲水性助溶剂使它分散在水中,对填、颜料进行表面处理

石英粉体表面疏水化改性及其研究进展

石英粉体表面疏水化改性及其讨论进展（石英）的重要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。

由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。

改性原理和改性方法是改性技术的基础，改性剂的选择、工艺设备及掌控条件、产品检测方法在改性过程中尤为紧要。

1改性原理粉体（表面改性）的原理和方法是相互关联的，改性原理决议着改性的方法。

由于石英粉体表面的亲水性，很难与有机高分子材料相容，为此需对其表面进行改性，使其表面性质由亲水性变为疏水性，从而改善石英粉体粒子表面的浸润性，使粉体粒子在有机化合物中更简单分散。

当前对石英粉体表面改性技术要求越来越高，提高改性效果同时降低成本。

且在不同领域的应用中，对石英粉体的纯度、粒度、白度及改性后效果等有不同要求。

一般来说，石英粉体的颗粒越细，比表面积越大，表面活性羟基越多，越易进行化学反应，改性后效果更好。

现在关于纳米二氧化硅表面改性讨论报告越来越多。

陈颖敏等分别采纳硅烷偶联剂KH－570、BYK－163和钛酸酯偶联剂NDZ－201对纳米二氧化硅进行表面改性，结果表明，KH－570改性效果最好，用量为5%，反应30min，对丙烯酸聚氨酯防腐涂料的各项性能均有较大提高。

石英等硅酸盐矿物经机械粉碎后，新生表面上产生游离基或离子，在外界条件作用下，表面产生Si－OH，Si－O－Si和Si－OHH等几种基团，易与外来的官能团发生键合，达到改性目的，为表面改性供给了基础。

在改性过程中，温度，改性剂的选择、用量及处理方法，改性工艺等是影响改性效果的重要因素。

2改性方法及工艺2.1改性方法对石英粉体有机表面改性的方法很多，但仅靠物理吸附于石英粉体表面，不仅改性效果不好，易在搅拌、洗涤等过程中脱落，而且在应用中也无法过多加添产品性能。

金刚石微粉表面改性

单烷氧基钛酸酯的偶联机理
图2-2 单烷氧基钛酸酯的偶联机理
试验
1. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入 3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min；制得样品1。 • 2. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入 3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min，再放入超声波清洗器超声分散1min。制得样品2。 • 3. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min，超声分散3min。制得样品3。 •
偶联剂偶联机理
偶联剂是具有两性结构的化学物质。 • 其分子中的一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分基团可与有机高聚物基料发生化学反应或物理缠绕，从而使两种性质差异很大的材料牢固的结合起来，使无机粉体和有机高聚物分子之间建立起具有特殊功能的“分子桥”。 • 本实验用的偶联剂是单烷氧基型
从左到右依次为样品7,6,5,4的上清液
以白油做参比样品7全谱扫描
533nm出现最高吸收峰
可以看出在波长为533nm处出现较强的吸收峰，所以选533nm波长为测试波长
533nm波长下七份样品的吸光度
吸光度
显微镜观察
0分钟超声分散
显微镜观察
1分钟超声分散
显微镜观察
3分钟超声分散
显微镜超声分散
显微镜观察
15分钟超声分散
显微镜观察
超声分散20分钟
结论
由上图可以看出，超声波分散3分钟时，金刚石微粉的颗粒分布密度最大，粒度最小，即此时金刚石微粉在白油中的分散性最好。金刚石微粉在白油中的分散性并不是随超声分散时间增加而分散稳定性增加，相反，当超过某一分散时间后，会随超声分散时间的增加而平均粒径变大，分散稳定性降低。

【精品文章】一文了解纳米粉体材料表面修饰及应用

一文了解纳米粉体材料表面修饰及应用
纳米粉体材料是指粒度在100纳米以下的介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。

纳米粉体因具有特殊的表面性质，要获得稳定而不团聚的纳米粉体，必须在制备或分散纳米粉体的过程中对其进行表面修饰，表面修饰对于纳米粉体的制备、改性和保存都具有非常重要的作用。

一、纳米粉体表面特性
纳米粉体粒径在1～100nm，绝大部分原子处于微粒的表面位置，表面积很大，因而具有特殊的表面性质，具体如下：
（1）纳米粉体表面处于高能状态。

（2）纳米粉体具有很高的化学活性。

（3）纳米粉体表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价。

纳米粉体的上述特性为对其进行表面修饰提供了可能。

纳米氧化锌粉体表面台阶状形貌SEM图片
二、纳米粉体表面修饰研究内容及修饰目的
1、纳米粉体表面修饰研究内容主要研究三个方面：
（1）研究纳米粉体的表面特性，以便有针对性地对其改性。

（2）利用上述结果对粉体的表面特性进行分析评估。

（3）确定表面修饰剂的类型及处理工艺。

表面修饰剂的选用原则是必须能降低纳米粉体的表面能态，消除纳米粉体的表面电荷及表面引力。

对以增加纳米粉体与其他介质黏结力为目的的。