❶ 什么叫改性
改性是通过物理和化学手段改变材料物质形态或性质的方法。
物理改性是在基体中加入其它的填料,如有机材料、无机材料、橡胶品种、热塑性弹性体、其它塑料品种,或一些添加助剂,通过混合、混炼的方法而制成的性能突出的改性材料。化学改性通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质。
改性化学变化
化学变化在生产和生活中普遍存在。如铁的生锈、节日的焰火、酸碱中和等等。宏观上可以看到各种化学变化都产生了新物质,这是化学变化的特征。从微观上可以理解化学变化的实质:化学反应前后原子的种类、个数没有变化,仅仅是原子与原子之间的结合方式发生了改变。
例如对于分子构成的物质来说,就是原子重新组合成新物质的分子。物质的化学性质需要通过物质发生化学变化才能表现出来,因此可以利用使物质发生化学反应的方法来研究物质的化学性质,制取新的物质。
化学变化常伴有光、热、气体、沉淀产生或颜色气味改变等表现现象发生,可以参照这些现象来判断有无化学反应发生。但要注意跟物理变化的区别。物理变化也常伴有发光(电灯)、放热(摩擦)、放出气体(启开汽水瓶盖)、颜色变化(氧气变成液氧)等现象发生,只是没有新物质生成,这是物理变化与化学变化的根本区别。
根据反应物、生成物种类不同可以把化学反应分为化合、分解、置换和复分解4种基本类型。也可以从其他角度给化学反应分类,如分成氧化还原反应与非氧化还原反应;吸热反应与放热反应等等。物体在化学变化中表现出来的性质是化学性质。
❷ 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。
❸ 常见的淀粉改性方法有
物理改性
淀粉的物理改性是指通过热、机械力、物理场等物理手段对淀粉进行改性。淀粉的物理改性主要有热液处理、微波处理、电离放射线处理、超声波处理、球磨处理、挤压处理等
化学改性
淀粉的微观结构是以葡萄糖基组成的淀粉大分子环式结构,淀粉分子中具有数目较多的醇羟基,能与众多的化学试剂反应生成各种类型的改性淀粉。通常,淀粉的化学改性有酸水解、氧化、醚化、酯化和交联等。化学法是淀粉改性应用最广的方法。
❹ 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。
❺ 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。
❻ 聚氯乙烯树脂的常用改性方法有哪些
⑴共聚改性:通过共聚反应前指在聚氯乙烯主链中导入异种单体,直接改变PVC基体树脂的特性而达到改性的目的,常用的有规共聚和接枝共聚两种。
⑵化学改性:通常PVC的大分子化学反应来改变PVC树脂的某些性能,常见的有PVC树脂的氯化反应、交联改性等。
⑶共混改性:采用熔融共混、乳液共混、溶液共沉淀等方法在聚氯乙烯相内均匀地混入异种高分子相,以改变PVC树脂的固有特性。常的PVC共混改性剂有丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS、MBS、氧化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸酯类、聚氨酯慧哪配、聚甲基丙烯酸甲酯、氯化聚氯乙烯等。
⑷添加改性:通过配方设计,PVC树脂中加入各种稳定剂、增塑剂、改性剂、填料、增强剂、润滑剂、阻燃剂、发泡剂等以改善缓搏树脂的性能。
PVC改性技术多种多样,某些改性手段往往只能在PVC树脂生产厂才能进行,其应用受到一定限制;而另一些改性方法由于所需设备和生产工艺均较简单,在普通的塑料制品生产厂也能进行,因而应用广泛。
❼ 沥青改性的方法有()
沥青改性的方法有。
1、化学改性,即掺改性剂与沥青发生作用渗斗,从而改变沥青的性质,
2、物理改性,模如掺入废橡胶粉、纤维丛码磨。
❽ pvc再生料化学改性方法有哪几种
pvc再生料的化学改性是通过pvc再生料的化学反应来改变PVC 结构,提高其力学性能或使其具有特殊用途,包括交联改性、置换反应改性和氯化改性等。
(1) 交联改性
pvc再生料交联改性有多种方法,使用的交联剂多为含硫的有机化合物,如二硫经化合物等,及硫、二硫化销等元机物;溶剂多为DMF 、液氨、乙二胶(EN) 等。pvc再生料用交联剂进行改性,不仅可以提高PVC制品的力学性能,还能有效抑制PVC 的脱HCl 反应,使制品稳尺蠢定。
(2) 置换反应改性
对pvc再生料中的氯可用各种试剂进行置换反应。
(3) 氟化改性
与PVC 树脂拆渣一样,pvc再生料也可进行氯化改性,制得氯化聚氯乙烯(CPVC) 。改性后的pvc再生料连续使用温度可陵御陪提高约40℃,强度和模量也有所改善,但脆性及软化点略有增加。用悬浮氯化改性工艺制得的氯化PVC 通常用于制备电解设备器件、污水处理净化装置配件、热水管等耐热、耐化学品的器件。采用溶液氯化工艺改性后的制品可用于制涂料和胶黏剂。
(4) 其他化学改性
❾ 淀粉改性的方法
常见的淀粉改性方法有化学改性、物理改性和酶改性。化学改性法是目前企业最常用的制备方法,效率高,操作简便,但使用较多化学试剂不环保,且食用存在较大安全隐患。
酶改性法近年来备受研究者的喜爱,但反应条件受限,目前只适合在实验室进行制备,无法达到大规模生产。
物理改性是指采用热、力、光、电等手段来改变淀粉颗粒原有的形态、结构、性质。淀粉的物理改性法包括热液处理、微波处理、电离放射线处理、超声波处理、球磨处理以及挤压处理等。
改性过程中淀粉分子之间的氢键被破坏,淀粉的结晶区受损、直链淀粉与支链淀粉的比值改变、分子链发生断裂或聚集,分子重新排列。淀粉改性后流变学性能及消化率变化最大。目前,较多学者对淀粉改性进行研究,但对物理改性研究较少,改性淀粉变化机理尚不明确。
❿ 改性纤维的改性方法
改性方法有:(1)化学法,如共聚或接枝共聚等方法;(2)物理法,如共混或物理性添加某些改性剂等方法。这些方法已被广泛采用,成功地开发出了许多改性化学纤维的新品种,如高湿模量黏胶纤维、阳离子染料可染聚酯纤维(CDP纤维、ECDP纤维)、丙烯腈-氯乙烯共聚纤维(腈氯纶)、水溶性聚乙烯醇纤维等。
①接枝纤维:在纤维的大分子链上通过活性链节从侧向引上高分子支链所得到的纤维。将棉纤维或粘胶纤维接上甲基、乙基或苯甲基生成纤维素醚,可降低纤维的吸水性并提高纤维的化学稳定性、阻燃性、光作用稳定性、抗热性和电绝缘性等。纤维素与少量能聚合的单体在溶体状态共聚,在纤维素主链上引入合成高分子支链,从而获得接枝共聚的纤维素纤维,可改进纤维素纤维的耐褶皱性。
②共聚纤维:由二元或三元单体在一定条件下共聚制得的纤维。丝朊(蛋白质)与少量丙烯腈共聚可获得丙烯腈接枝丝纤维。纯聚丙烯腈纤维的实用价值较差,但经与乙酸乙烯酯和其他单体共聚后所得的纤维,物理机械性质和染色性质就远比纯聚丙烯腈纤维优良。
③化学后处理改性纤维:涤纶经1~1.5%萘磺酸碱金属盐和甲醛缩合物水溶液处理可获得抗起球性;而经碱溶液处理,则可具有类似天然丝的性质;在热处理过程中加入含磷或卤素化合物则可获得耐燃性。