非金属矿粉体改性及其效果评价

李森福

广东翔龙科技股份有限公司

新材料的设计和功能不断的优化，在原材料以及填料的粉体表面性质得到进一步优化时，其原有的功能被升级，粉体表面改性发展。通过改变粉体表面的物化性质，晶体结构和表面湿润性等特性相结合，充分反应新材料的新功能。非金属矿填料在塑料、橡胶等高分子材料工业复合材料中获得了广泛的应用，但由于非金属矿填料在材料与有机高聚物间的界面性质不同,相容性差,因而难以在高聚物中均匀分散,直接或过多地填充往往导致材料的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。所以，对矿物表面改性，改变其原有的特性，并提高其分散效果，有助于提高材料本身的综合性能和力学性能。因此在不断改变矿物质表面性能的基础上，进一步扩大矿物质表面的电荷性质，有助于提高其在涂料以及油漆中的分散性特点，并对涂料的色彩以及遮盖力和耐热性等具有很好的改善效果，提高了涂料与基体的结合效果。林外，对一些粉体原料进行表面处理，必须要结合其表面的光泽度和装饰效果等加以处理，赋予制品以更多的珠光效果。针对会对健康造成危害的矿物质表面的处理，可以采取封闭性的处理措施，对其表面进行改性处理，并还原其原有的特性。尤其是随着信息技术的高速发展，对于塑料制品的需求日益提高，使得改性非金属矿填料的用料持续增长，对非金属矿粉体改性提出了新的要求。

一、粉体改性物理方法

粉体改性的原理，针对涉及矿物粉表面的性质以及表面质点的性质以及化学键的分布。粉体与表面改性剂相互结合，以达到吸附、键合等作用，提高其热力学性质，并利用上述原理设计出矿物粉体表面改性的方法。通过非金属矿粉体表面改性物理方法的研究，在不改变矿物本身特点的情况下，进一步优化非金属矿粉体的性能，突出粉体表面改性后的应用效果。与此同时，通过不同的改性物理研究方法，综合对比非金属矿粉体改性研究方法的优势以及不足，从而选择合理的方法利用非金属矿粉体表面改性研究提升其性能。

（一）包覆改性

利用粘附力的作用，将改性剂覆盖于非金属矿粉体改性表面，并利用吸附、附着等相对简单的方法进行包膜处理。在矿物质粉体与改性剂相互混合时，需要按照要求选择一定比例物质进行混个，并在搅拌器等作用下，将改性剂整体吸附于粉体的表面，从而形成相对比较有序的混合体，从而固定或包覆膜于粉体表面，形成多层的包覆膜。

（二）高能改性表面

该方法是利用等离子体等技术手段，对非金属矿粉体改性表面进行改性处理。高能改性方法不需要借助于改性剂就可以达到改性的效果，同时也有效的降低了环境污染情况的发生。然由于高能表面改性技术本身比较复杂，实施成本高，使得该方法的使用并不常见。高能改性方法的应用虽然成本较高，技术要求多，但其在改性的过程中，必然会引起非金属矿粉体表面性能的多元化发展。该技术的发展需要进一步研究，并逐渐优化技术层面的应用，以普及该技术的广泛应用，从而提高非金属矿物粉体表面的特性。

（三）沉淀反应改性

该方法是利用化学反应的方法，将有机物和无机物在非金属矿粉体改性表面沉积一层或者多层的改性剂，从而达到改性的效果。通过沉淀反应加速物质改性的研究，不仅有助于提高非金属矿粉体改性物质的表面特性的优化，同时能够丰富物质的用途。

二、化学方法

（一）表面化学改性

利用化学官能团与矿物质粉体表面进行化学反应，从而使得改性材料被吸附于表面。该方法主要应用在塑料以及橡胶材料中，并通过其他材料的补强作用达到矿物填充的目的，应用于其他行业。通过化学方法达到非金属矿粉体表面改性的效果，符合生产生活的需要。但化学改性的方法对环境造成的污染较大，需要投入更多的人力、技术等才能达到改性的目的，合理控制环境污染问题。

（二）无机物等改性

利用无机物改性的方法，以是制备云母珠光颜料,氧化钛、氧化铬、氧化铁、氧化锆等金属氧化物包覆在云母粉表面,能用于化妆品、塑料、油漆等产品中，产生珠光效应。而改性过程中无机物的用量情况需结合被包覆的厚度以及表面积配比。

综合上述情况来看，非金属矿粉体改性填充后形成的产品，其力学性能比较突出，改性效果好。虽然成本高，工序复杂，但结果可靠性高，其表面的改性被广泛的应用。在对改性产物进行化学物质特性以及表面特性的测量后，可以达到对改性产物的先后评价结果的目的性研究效果，从而达到预先评价改性的目标。由于改性粉体在急性液体中的接触角越大，其必然会受到非金属矿粉体改性表面疏水性的影响，其改性效果越好。所以，在比较接触角变化的过程中，可以对改性效果做出科学的评价。绝大多数的非金属矿粉体改性具有较大的表面自由能，粉体表面经过改性附着后，表面能降低，并评价改性效果。

药剂吸附量评价法，通过测定非金属矿粉体改性表面的吸附情况，达到改性效果。矿物粉体的性能取决于改性剂在表面吸附量的多少,也取决于药剂与矿物间的作用性质,两者化学键合作用越强,则改性效果越好。

三、红外光谱、X射线改性方法

红外光谱是粉体表面改性研究的重要手段。通过矿物谱图分析粉体表面的特征，并将改性后的粉体样本进行红外线分析，有助于发挥改性剂的作用。该方法能够被广泛的应用到日常的生产生活以及实践中。利用X射线研究固体物质的结构特点，是矿物质改性应用研究的重要方法。而利用力学等方式对改性剂进行处理的矿物粉体，使其表面性质发生了变化，且矿物质内部结构的随之发生了变化。通过X射线研究改性效果，能够获得的改性研究评价结果更可靠。

四、差热分析、新技术

差热分析发主要是利用加热的方法，将物质加热到某一温度，使其发生化学反应而产生的热效应反应。对改性产物进行差热分析,可分析矿物粉体表面改性效应和机理。而新技术主要是针对固体表面分析技术，结合了近几年发展的新技术而开展的矿物质表面改性方法，主要以电子能谱、二次离子质谱等为主。通过分析粉体表面有关的信息，可以通过光谱等分析粉体表面的特点，并了解改性前后的变化情况。因此，新技术对粉体表面深层次的理论分析以及揭示改性剂粉体表面的作用情况等，起到了独特的优越性。

五、结论

本文研究非金属矿粉体改性特点，并通过物理方法、化学方法等必然可以极大的提高粉体改性的效果。结合光谱技术以及新技术等探测非金属矿粉体改性的特点，有助于优化粉体表面的特性，提高非金属矿粉体表面的改性优势。非金属矿粉体改性研究，为现代生产生活工艺进步提供了可靠的应用参考方法，进一步满足社会发展的需要。非金属矿粉体改性方法众多，且不同的改性方法应用条件以及适用情况不同，企业可以结合不同的非金属矿粉体改性的需要，合理选择最佳的改性方法，以应用于日常的生产生活中，满足社会发展的需要。

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