高分子材料为什么要改性
粉体表面改性,是一种采用物理、化学或机械手段,对粉体表面进行有针对性的处理,旨在改变其表面的物理化学性质,或赋予其特定功能,以适应新材料、新工艺和新技术的发展需求。
其重要性体现在以下几个方面:
一、改善相容性与分散性
在高分子材料领域,如塑料、橡胶和胶粘剂中,无机矿物填料具有重要地位。但这些无机粉体填料与有机高聚物的相容性较差,难以均匀分散在基质中。通过表面改性,可以改善无机填料与有机基质的相容性和分散性,进而提高材料的机械强度及综合性能。这一举措是将一般增量填料转变为功能性填料的必要手段之一。
二、提高颜填料分散性与涂料性能
在涂料和油漆中,颜料起着至关重要的作用。这些颜料多为无机粉体,为了提高其在有机基质中的分散性,必须进行表面改性,以改善其湿润性,增强与基体的结合力。对于特种涂料中的填料和颜料,除了要求粒度超细外,还要求具有一定的功能特性,因此也需要进行表面处理。
三、赋予颜填料良好的分散稳定性和流变性
在水性建筑装饰涂料中,无机颜料和填料除了需要与其他组分相容外,还要求具有长时间的分散稳定性和良好的流变性。这也是颜料和填料需要进行表面改性的原因之一。
四、赋予产品珠光效应
为了提升产品的光学效应和视觉效果,一些粉体原料需进行表面处理,以赋予制品良好的光泽和装饰效果。例如,白云母粉经过表面改性后,可以赋予制品珠光效应,显著提升产品价值。
五、改善无机颜料的分散性
在无机/无机复合新材料中,无机组分之间的分散性对材料的最终性能影响显著。陶瓷颜料的分散性直接关系到陶瓷制品色彩的均匀性和产品的档次。无机颜料或组分的表面处理对无机复合材料的发展具有重要意义。
六、赋予功能特性,扩展应用领域
通过插层改性,可以利用层状晶体结构的粉体材料产生新的矿物层间化合物,赋予其原矿物粉体所不具备的新功能。例如,石墨经过层间化学处理制成的层间化合物具有多种优良性能,其应用范围已扩展到多个领域。
七、提高粉体的吸附、催化等特性
为了提高吸附和催化粉体材料的吸附和催化活性以及选择性、稳定性等性能,需要进行表面处理。例如,通过浸渍法在多种粉体表面负载金属或氧化物,以提高其催化性能。
八、纳米粉体的表面改性
纳米粉体具有良好的应用前景,但由于其比表面积大、表面能高,容易团聚。纳米粉体的表面改性对于改善其应用性能、加速工业应用至关重要。
粉体表面改性的目的是为了让粉体材料更好地适应各种应用场景的需求,发挥其应有的性能。通过物理、化学或机械的手段对其进行处理,可以改善其表面的物理化学性质或赋予其新的功能特性。这对于推动新材料、新工艺和新技术的发展具有重要意义。