納米級(jí)硅微粉化學(xué)分散法

文章來源：http://m.dyqzzz.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-03-10 瀏覽次數(shù)：177

海揚(yáng)硅微粉由天然無機(jī)礦經(jīng)先進(jìn)的干、濕法碾磨及分級(jí)技術(shù)加工制得。徑厚比>80，比重2.6-2.7，莫氏硬度2-3，可劈成極薄的片狀；富彈性，可彎曲，耐熱可達(dá)600℃，耐酸堿，電絕緣性強(qiáng)，抗磨性和耐磨性好。是汽車內(nèi)外胎、硅橡膠、橡膠阻尼材料的優(yōu)良填充劑。

海揚(yáng)硅微粉化學(xué)分散法

(1)表面化學(xué)修飾

通過納米微粒表面與處理劑之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),改變納米微粒表面結(jié)構(gòu)和狀態(tài),達(dá)到表面改性的目的,稱為納米微粒的表面化學(xué)修飾。

①偶聯(lián)劑法具有兩性結(jié)構(gòu)的偶聯(lián)劑,其分子中的一部分基團(tuán)可與粉體表面的各種官能團(tuán)反應(yīng),形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵合,另一部分基團(tuán)可與有機(jī)高聚物發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)或物理纏繞。

②酯化反應(yīng)金屬氧化物與醇的反應(yīng)稱為酯化反應(yīng)。用酯化反應(yīng)對(duì)納米微粒表面修飾,重要的是使原來親水疏油的表面變成親油疏水的表面,這種表面功能的改性在實(shí)際應(yīng)用中十分重要。

③表面接枝改性利用納米微粒的表面基團(tuán),與可反應(yīng)有機(jī)化合物產(chǎn)生化學(xué)鍵接,形成納米有機(jī)接枝化合物,通過有機(jī)支鏈化合物在有機(jī)介質(zhì)中的可溶性,增強(qiáng)納米粒子在有機(jī)介質(zhì)中的分散。

(2)分散劑分散

主要是通過分散劑吸附改變粒子的表面電荷分布,產(chǎn)生靜電穩(wěn)定和空間位障穩(wěn)定作用來達(dá)到分散效果,主要有三種機(jī)制。

①靜電穩(wěn)定機(jī)制在靜電穩(wěn)定機(jī)制中,帶電粒子溶于極性介質(zhì)(通常是水)后,在固體與溶液接觸的界面上形成雙電層。當(dāng)兩個(gè)這樣的粒子碰撞時(shí),在它們之間產(chǎn)生了斥力,從而使粒子保持分離狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)溶液pH值,增加粒子所帶電荷,加強(qiáng)它們之間的相互排斥;或加入一些在液體中能電解的物質(zhì),如六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鉀、檸檬酸鈉等于溶液中,這些電解質(zhì)電解后產(chǎn)生的離子對(duì)納米微粒產(chǎn)生選擇性吸附,使得粒子帶上正電荷或負(fù)電荷,從而在布朗運(yùn)動(dòng)中,兩粒子碰撞時(shí)產(chǎn)生排斥作用,阻止凝聚發(fā)生,實(shí)現(xiàn)粒子分散。 

②空間位穩(wěn)定機(jī)制高分子聚合物吸附在納米微粒的表面上,形成一層高分子保護(hù)膜,包圍了納米微粒,把親液基團(tuán)伸向水中,并具有一定厚度,這一殼層增大了兩粒子間最接近的距離,減小了范德華引力的相互作用,從而使分散體系得以穩(wěn)定。當(dāng)吸附了高分子聚合物的粒子在互相接近時(shí)將產(chǎn)生兩種情況:吸附層被壓縮而不發(fā)生互相滲透;吸附層能發(fā)生互相滲透、互相重疊。這兩種情況都導(dǎo)致體系能量升高,自由能增大。第一種情況由于高分子失去結(jié)構(gòu)熵而產(chǎn)生熵斥力位能;第二種情況由于重疊區(qū)域濃度升高,導(dǎo)致產(chǎn)生滲透斥力位能和混合斥力位能。因而,吸附了高分子的納米粒子如果再發(fā)生團(tuán)聚將十分困難,從而實(shí)現(xiàn)了粒子的分散。 

③電空間位障分散機(jī)制在前述情況下,如果這種聚合物是一種聚合電解質(zhì),在某個(gè)確定的pH值下,它能起到雙重穩(wěn)定作用,這種情況,就稱為電空間位障分散機(jī)制。