化学表面改性有哪些

① 空心玻璃微珠表面改性的方法有哪些

空心玻璃微珠表面改性的方法主要有：

（1）化学反应改性是指通过表面改性剂与微珠表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。

（2）表面包覆改性。表面包覆改性是利用无机物或有机物对微珠表面进行包覆以达到改性的效果。

（3）高能表面改性。通过酸碱或者其它紫外线等，对玻璃微珠表面腐蚀出沟壑，增加接枝改性剂的强度。

每种空心玻璃微珠表面改性的方法采用的改性剂都有所不同，当然所有的产品还是要经过试验才能确定是否可用的，实践才是检验产品是否可行的标准，提升压缩强度、拉伸强度、弯曲强度。我们澳达的空心玻璃微珠粉体改性剂经得起检验，选择澳达环保新材料，您不会失望的。

② 表面改性技术的包括类型

它包括化学热处理（渗氮、渗碳、渗金属等）；表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层（物理气相沉积、化学气相沉积等）和非金属涂层技术等。

③ 什么是表面改性

表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。

表面改性的方法有很多报道，大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。

表面改性技术(surface modified technique) 则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。

它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

④ 表面改性方法

现今生产中，采用的矿物表面改性方法主要有离子交换、酸碱处理、表面涂覆、表面化学包覆、沉淀反应包膜、胶囊化处理及机械化学改性等。

1.离子交换法

如膨润土的钠化，酸活性，有机化;沸石酸碱活化等。

2.表面涂敷改性

涂敷改性是一种对矿物粉体表面进行简单处理的方法。这是利用高聚物或树脂等对粉体表面进行涂覆而达到表面改性的方法。表面涂敷改性方法可分为冷法和热法两种。如精密铸造用的树脂覆膜砂。

影响表面涂敷的主要因素有颗粒的形状、比表面积、孔隙率、涂敷剂的种类及用量、涂敷处理工艺等。

3.表面化学包覆改性

这是利用表面化学方法，使有机物分子中的官能团在无机矿粒(填料或颜料)表面吸附或发生化学反应，使无机矿表面有机化，达到表面改性的方法。这是目前无机填料或颜料主要的表面改性处理方法。除利用表面官能团改性外，这种方法还包括利用游离基反应、螯合反应、溶胶吸附以及偶联剂处理等进行表面改性。

表面化学包覆改性所用的表面改性剂种类很多，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、高级脂肪酸及其盐、有机铵盐及其他各种类型表面活性剂、磷酸酯、不饱和有机酸等，因此，选择的范围较大。具体选用时要综合考虑粉体的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理工艺以及表面改性剂的成本等因素。

表面化学包覆改性一般在加热高速混合机或捏合机、流态化床、研磨机等设备中进行。这是因为粉体的表面改性处理大多是在粉体物料中加入少量表面改性剂溶液进行的操作。如果在溶液中进行表面改性处理(如浸渍)，也可以在反应釜或反应罐中进行，处理完后再进行脱水干燥。此外还可采用所谓“流体磨”对粉体进行表面改性处理。

影响无机粉体物料表面有机物化包覆改性的主要因素有:颗粒的表面性质;表面改性剂的种类、用量及用法;工艺设备及操作条件。

4.化学沉淀反应改性

这是通过无机化合物在颗粒表面进行沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包膜”，以达到改善粉体表面性质如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、耐热性等目的的表面改性方法。

粉体的沉淀反应包膜改性大多采用湿法，即在分散的粉体水浆液中，加入所需的改性(包膜)剂，在适当的pH和温度下，使无机改性剂以氢氧化物或水含氧化物的形式均匀沉淀在颗粒表面，形成一层或多层包膜，然后经过洗涤、脱水、干燥、焙烧等工序，使该包膜牢固地固定在颗粒表面，从而达到改进粉体表面性能的目的。

这种用作粉体表面沉淀反应改性的无机物一般是金属的氧化物、氢氧化物及其盐类等。

表面沉淀反应改性一般在反应釜或反应罐中进行。影响沉淀反应改性效果的因素比较多，主要有浆液的pH、浓度、反应温度和反应时间，颗粒的粒度、形状以及后续处理工序中的洗涤、脱水、干燥或焙烧等。

5.胶囊化处理

胶囊化处理是在粉体颗粒表面上覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法。粉体的胶囊化改性指的是微小颗粒胶囊化。这种微小胶囊一般是1微米至几百微米的微小壳体，这种壳体的壁膜(外壳、皮膜、保护膜)通常是连续又坚固的薄膜(其厚度从几分之一微米到几微米)。微小胶囊化处理不仅能制备无机－有机复合胶粒，还可利用其缓释性将固体药粉胶囊化。微小胶囊化改性的另一个特点，是能够将液滴固体(胶囊)化。

6.机械化学改性

机械化学改性，是利用超细粉碎及其他强烈机械力作用，有目的地对矿物表面进行激活，在一定程度上改变矿粒表面的晶体结构、表面无定型化、化学吸附和反应活性(增加表面的活性点或活性基团)等。显然，仅仅依靠机械激活作用进行表面改性目前还难以满足应用领域对矿物表面物理化学性质的要求。但是机械化学作用激活了矿粒表面，可以提高矿粒与其他无机物或有机物的作用活性;新生表面上产生的游离基或离子可以引发苯乙烯、烯烃类进行聚合，形成聚合物接枝的填料。因此，如果在粉碎过程中添加表面活性剂及其他有机化合物，包括聚合物，那么机械激活作用可以促进这些有机化合物分子在无机矿物粉体(如填料或颜料)表面的化学吸附或化学反应，达到边产生新表面边改性，即粒度减小和表面有机化双重目的。此外，还可在一种无机非金属矿物的粉碎过程中添加另一种无机物或金属粉，使无机核心材料表面包覆金属粉或另一种无机物粉体，或进行机械化学反应生成新相。

能够对粉体物料进行机械激活的粉碎设备主要有各种类型的磨机:球磨机、行星球磨、振动球磨、离心磨、搅拌球磨机、气流磨及高速机械冲击磨等。影响机械激活作用强弱的主要因素是:粉碎设备类型、机械力的作用方式、粉碎环境(干、湿、添加剂)、机械力的作用时间以及粉体的粒度大小或比表面积等。在添加助剂或表面改性剂的机械粉碎操作中，机械化学效应还与这些添加剂有关。

7.其他方法

如高能改性，即利用紫外线、γ射线、电晕放电和等离子体照射等方法对矿物表面进行处理。这些方法可以加强和引发表面攺性剂在粉体表面的反应，一般用于单体烯烃等在粉体表面的接枝聚合改性。这种方法效果较好，但是，高能改性方法技术复杂，成本较高，用得不多。

此外，还有化学气相沉积(CVD)和物理沉积(PVD)等方法。

⑤ 什么是表面改性，特点是什么

表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。表面改性的特点是参数可控性好、产品质量稳定，而且能耗低、污染小。

表面改性方法很多。能够改变粉体表面或界面物理化学性质的方法，如表面有机包覆、液相化学沉淀包覆、气相物理沉积，机械力化学、层状结构粉体插层等都可称为表面改性方法。二十一世纪初工业上无机粉体表面改性常用的方法主要有表面有机包覆、沉淀反应包覆、机械力化学及复合法等。

表面改性的工艺

1、干法工艺

干法表面改性工艺简单，适用于各种有机表面改性剂，特别是非水溶性的各种表面改性剂。在干法改性工艺中，主要工艺参数是改性温度、粉体与表面改性剂的作用或停留时间。干法工艺中表面改性剂的分散和表面包覆的均匀性在很大程度上取决于表面改性设备。

2、湿法工艺

湿法工艺具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点，但需要后续脱水（过滤和干燥）作业，适用于各种可水溶或水解的有机表面改性剂、无机表面改性剂以及前段为湿法制粉工艺而后段又需要干燥的场合。在湿法改性工艺中，主要工艺参数是温度、浆料浓度、反应时间、干燥温度和干燥时间等。

⑥ 对填料进行表面改性的方法选择

表面改性是指利用各类材料或助剂，采用物理、化学方法对粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善、改变粉体表面的物理化学性质或物理技术性能，如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
1、改性目的
矿物填料例如碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土等因为具有独特的物理化学性质，能改善聚合物的力学性能、加工性能和热性能等，其作用主要是增量、增强和赋予新的功能。但是，由于矿物填料与高聚物相容性不好，如果直接添加，会造成分散不均，而且粒径大者还会成为聚合物中的应力集中点，成为材料的薄弱环节，这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量，而且还严重影响制品性能，所以通过矿物填料进行表面改性，可以改变矿物填料表面原有的性质
(亲油性、吸油率、浸润性、混合物粘度等)，改善矿物填料与聚合物的亲合性、相容性，以及加工流动性、分散性，还可以提高填料与聚合物相界面间的结合力，使复合材料的综合性能得到显着的提高，从而使非功能的无机填料转变为功能性填料。
2、改性方法
填料的表面改性方法分类主要由表面包覆改性法、表面化学改性法、机械力化学改性法、沉淀反应改性法、微胶囊改性法和高能表面改性法等。这类分类方法很直观，但随着表面改性技术的发展，不同方法的交互作用越来越繁杂。因此将其概括地分为物理法、化学法和机械力化学方法。
2.1 物理法
凡是不用表面改性剂而对矿物填料实施表面改性的方法，都可归于物理法。例如高聚物包敷改性和高能改性方法等。包敷改性是借助粘附力用高聚物或树脂等对矿物填料进行包覆改性的方法。如用PEG包覆硅灰石，将此改性硅灰石填充PP，能有效地提高PP的缺口冲击强度和低温性能。高能表面改性是利用等离子体、电晕放电、紫外线等手段对矿物进行表面改性的方法。
通过高能辐照碳酸钙表面，接上乙烯基单体形成一层有机膜。该有机膜改善了HDPE和CaCO3之间的相容性，改性后体系的拉伸强度和冲击韧性有明显的提高，加工流变性能也有所改善，其熔体粘度低，温度敏感性好。这种方法改性效果好，填料表面生成的有机膜具有高度均匀、致密、与基体粘附强等优点。这是别的表面改性方法所无法达到的，但该工艺复杂、成本高。
2.2 化学法
利用各种表面改性剂或化学反应而对矿物填料进行表面改性的方法通称为化学法。表面改性剂分子一端为极性基团，能与矿物填料表面发生物理吸附或化学反应而连接在一起，而另一端的亲油性基团与基体树脂形成物理缠绕或化学反应。结果，表面改性剂在矿物填料和高聚物之间架起一座“分子桥”，将极性不同、相容性很差的两种物质偶联起来，从而增强了高聚物基体和矿物填料之间的相互作用，改善制品性能。
表面化学改性常用的表面改性剂主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、有机铬偶联剂、高级脂肪酸及其盐、有机铵盐及其他各种类型表面活性剂、磷酸酯、不饱和有机酸等。具体选用时要综合考虑粉体的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理工艺以及表面改性剂的成本等因素。
2.3 机械力化学改性
机械力化学改性指的是通过粉碎、磨碎、磨擦等机械方法，使矿物晶格结构、晶型等发生变化，体系内能增大，温度升高，促使粒子熔解、热分解、产生游离基或离子，增强矿物表面活性，促使矿物和其它物质发生化学反应或相互附着，达到表面改性目的的改性方法。
机械力化学改性有两层含义：第一，利用矿物超细粉碎过程中机械应力的作用激活矿物表面，使表面晶体结构与物理化学性质发生变化，从而实现改性，满足应用需要;第二，利用机械应力对表面的激活作用和由此产生的离子和游离基，引发单体烯烃类有机物聚合，或使偶联剂等表面改性剂高效附着而实现改性。通常说的机械力化学改性一般指第二层含义。利用机械力化学改性方法，可以对填料进行表面改性、表面接枝改性和粒-粒包覆改性。
3、表面改性案例
目前填料改性主要是应用偶联剂处理其表面，因为偶联剂的分子中通常含有几类性质和作用不同的基团，其功能是改善填料与聚合物之间的相容性，从而增强填充复合体系中组分界面之间的相互作用。偶联剂的选择应考虑填料表面结构、性质，偶联剂酸碱性、中心原子的电负性、几何结构和空间位阻等;偶联剂种类主要有硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、铝钛复合类、硼酸酯类、稀土类等。
用钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯对滑石粉表面改性，几种偶联剂对滑石粉都起到了活化的作用(增大了与谁的接触角，提高了活化率)，但不同细度的滑石粉对偶联剂的适用也不一样。对1000目和1250目的滑石粉1.6%的钛酸酯的改性效果较好;对更细的滑石粉(2200目)，则用1.2%硼酸酯的改性效果较好;而铝酸酯的改性效果对较粗的滑石粉效果次于钛酸酯，对细的产品则改性效果较差。
有研究表面，不同性能的偶联剂对滑石粉填充PP的力学性能(见表1)影响较大，其中硅烷最好，钛酸酯次之，铝酸酯较差，而且影响的幅度远远超过偶联剂对碳酸钙的影响。造成这种差异的原因主要在于粉体的结构不同，滑石粉在改性过程中，由于粉体间的摩擦，滑石粉可以沿解理面剥离，而产生新的表面，导致活化不完全，另一方面偶联剂中心原子不同对改性结果也产生了重要影响。