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改性——讓納米氧化鋁更完美!


來源:中國粉體網(wǎng)   山川

[導(dǎo)讀]  納米氧化鋁為什么需要改性?

中國粉體網(wǎng)訊  納米氧化鋁是一種新型高功能精細(xì)無機(jī)材料,自20世紀(jì)80年代中期Gleiter等制得納米級氧化鋁粉末以來,人們對這一高新材料的認(rèn)識不斷加深,并發(fā)現(xiàn)它的許多特性,例如高硬度高強(qiáng)度、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)異特性,因此被廣泛應(yīng)用于航天、國防、化工、微電子等領(lǐng)域。


在納米氧化鋁實(shí)際應(yīng)用中,對粉體的改性一直是一項(xiàng)被極為重視的工作。


為什么要改性?


首先,納米氧化鋁作為具有許多特性的納米材料,由于其粒徑特別小,表面能又很大,所以極容易產(chǎn)生團(tuán)聚。如果團(tuán)聚現(xiàn)象特別嚴(yán)重時(shí),會對納米材料氧化鋁的特性發(fā)揮產(chǎn)生很大的影響。


來源:重慶任丙科技


此外,納米氧化鋁可以作為生物薄膜被醫(yī)療上用于研究生物藥物,但表面電荷平衡的晶體由于存在晶格缺陷,使得氧化鋁的表面電荷分布不均勻。表面電荷缺陷和遍布微米級的空間電荷區(qū)的積累導(dǎo)致網(wǎng)格狀的偶極矩,當(dāng)生物材料接觸此類粉體表面時(shí),就會出現(xiàn)富集,導(dǎo)致孔堵塞和膜污染。


再者,氧化鋁的絕緣性、高強(qiáng)度等性質(zhì),被用于涂料、橡膠等材料的填料,以提高材料的硬度、絕緣性、延展性、耐磨性等。但氧化鋁屬于極性物質(zhì),與非極性高分子材料相容性較差。


因此,氧化鋁的表面改性備受關(guān)注。


表面改性方法


表面改性是指采用物理或化學(xué)的方法對固體顆粒進(jìn)行表面處理,即根據(jù)應(yīng)用需要有目的地改變顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)與表面形態(tài)結(jié)構(gòu)的工藝。目前,實(shí)踐最多有兩種改性方法,第一種方法因主要采用有機(jī)改性劑而被稱為表面有機(jī)改性,第二種方法為無機(jī)包覆改性或表面包覆改性。


表面有機(jī)改性


對超細(xì)粉體顆粒進(jìn)行表面有機(jī)改性的目的是通過鏈接相應(yīng)的有機(jī)基團(tuán)使顆粒表面呈現(xiàn)疏水特性,由此提高其在樹脂、橡膠、油漆等有機(jī)基體中的分散性能和彼此間的界面相容性,進(jìn)而改進(jìn)制品加工過程及復(fù)合材料力學(xué)等綜合性能。按照化學(xué)結(jié)構(gòu)類型,將改性劑分為高級脂肪酸或其鹽、脂肪酸的低級脂與偶聯(lián)劑等。


(1)物理涂覆改性


物理涂覆改性或涂層處理改性,是利用有機(jī)物(只要是高聚物、樹脂、表面活性劑、水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等)對顆粒表面進(jìn)行涂覆以達(dá)到改性目的的方法,是對顆粒表面進(jìn)行簡單改性的一種工藝。


(2)表面化學(xué)改性

表面化學(xué)改性是通過表面改性劑與顆粒表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的方式完成的,是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的改性方法。


(3)接枝改性

接枝改性是在一定的外部激發(fā)條件下,將單體烯烴或聚烯烴引入粉體表面的改性過程,有時(shí)還需要在引入單體烯烴后再激發(fā),使附著到表面的單體烯烴聚合。


表面包覆改性


表面包覆改性是指在氧化鋁超細(xì)粉體顆粒表面均勻包覆粒度更小的固體顆粒或固體膜,從而改變顆粒的表面組成成分、結(jié)構(gòu)、外觀形態(tài)和原有功能的改性技術(shù)。


按照包覆反應(yīng)的環(huán)境與形態(tài),顆粒間改性包覆的性質(zhì)和方式,表面包覆改性方法可分為化學(xué)沉淀法、水解包覆法、溶膠-凝膠法、溶劑蒸發(fā)法、機(jī)械力化學(xué)法、氣相法。其中前三種方法,均屬于溶液反應(yīng)法,即通過沉淀劑和水解等方法使可溶性鹽溶液生成沉淀,包覆在欲改性的顆粒粉體表面的方法。


參考來源:

[1]王潔.納米氧化鋁的制備及改性研究

[2]李子申.氧化鋁粉體表面改性的研究

[3]朱梅琴.超細(xì)氧化鋁的制備及改性研究


(中國粉體網(wǎng)/山川)

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作者:山川

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