新型和专用表面改性剂的制备或合成。
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(3)表面改性工艺与设备

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不同种类和不同用途粉体表面改性的工艺流程和工艺条件；


不同种类和不同用途粉体的表面改性配方；
影响表面改性效果的因素； 高性能和专用改性设备的研制开发。
(4)过程控制与产品表征与检测技术

过程厚度等监控技术； 表面改性产品的表征与检测（直接检测和表征）方法及仪器； 控制参数与指标之间的对应关系及过程的智能化控制等。

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五、粉体表面的主要物理化学性质
与粉体应用及表面改性有关的粉体表面及界面特性主要有： 比表面积、表面能、表面化学组成、晶体结构、官能团、表面润 湿性、表面电性、孔隙结构和孔径分布等。 1. 比表面积 单位质量的表面积，单位为m2/g或cm2/g。是确定表面改性剂 用量的主要依据之一。比表面积越大，达到同样包覆率所需的表 面改性剂的用量就越多。 设Sw代表粉体物料的比表面积，d代表颗粒粉体物料的平均 直径，则有以下关系存在： Sw=K/ρd ρ ----密度；k---颗粒的形状系数，对于球形粉体k=6。 只要知道粉体的平均粒径，就可以计算其比表面积。粉体粒 度测定仪都有这个功能。
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2、表面能
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粉体的表面能与粉体的结构、原子之间的键型和结合力、 表面的原子数、表面官能团等有关。 物料粉碎后产生了新的表面，部分机械能转变为新生表面 的表面能。
粉体的表面能与以下两点关系很大：
（1）表面改性剂和粉体表面的作用 ； （2）粉体的应用性能。 通常：表面能越高，吸附性越强，越容易团聚，越不易在 高聚物中均匀分散。对无机填料进行有机表面改性实际上就是
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4.4 粉体表面改性
4.4.1 概述 4.4.2 粉体表面改性方法 4.4.3 表面改性工艺 4.4.4 表面改性设备 4.4.5 表面改性剂 4.4.6 表面改性产品的表征与检测
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4.4.1 概述
一、粉体表面改性概念
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粉体表面改性(Powder surface modification or surface
降低其表面能，使其不产生团聚。
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3、表面润湿性 接触角，杨氏方程。
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4、表面吸附特性
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当气相或液相中的分子（或原子）碰撞在粉体表面时，由于
它们之间的相互作用，使一些分子（原子、离子）停留在粉体表
面，造成这些分子（或原子、离子）在粉体表面上的浓度比在气 相或液相中的浓度大，这种现象称为吸附。
比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料
(4)吸附与催化材料：提高选择性、活性和机械强度 (5)健康与环境保护 (6)超细和纳米粉体制备中的抗团聚
(7) 其它（插层改性）
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四、粉体表面改性的主要研究内容 (1)粉体表面改性的原理和方法

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表面或界面性质与其应用性能的关系；
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二、表面改性的目的
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（1）改善粉体颗粒的分散性、稳定性和相容性。 （2）提高粉体颗粒的化学稳定性，如耐药性、耐光性、 耐候性等。 （3）改变粉体的物理性质，如光学效应、机械强度等。 （4）出于环保和安全生产目的。
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三 、粉体表面改性技术的应用
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(1)有机/无机复合材料(塑料、橡胶等）：改善无机填料（包括
增量无机填料和功能性无机填料）与有机（高聚物）基料的相容性，提高其分
散性及复合材料的综合性能
(2)油漆、涂料：提高涂料、油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、
着色力、遮盖力和耐候性、耐热性、保光性、保色性等
(3)无机/无机复合材料：提高无机组分，特别是小比例无机组分在大
表面或界面与表面改性剂或处理剂的作用机理和作用模型； 各种表面改性方法的基本原理或理论基础，包括表面改性处理 过程的热力学和动力学，模拟和化学计算等。
(2)表面改性剂及其配方

种类、结构、分子量、活性基团与其应用性能或功能的关系； 与粉体表面及复合材料的作用机理和作用模型； 用量和使用方法；
一、物理涂覆
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利用高聚物或树脂等表面改性剂对粉体表面进行物理处理而达 到表面改性的工艺方法，是一种对粉体表面进行简单改性的工艺。 如：树脂涂敷石英沙：提高精细铸造沙的粘结性、抗开裂性。 （1）冷法：粉状树脂＋沙＋溶剂→混碾→干燥→筛分 （2）热法：石英沙加热（140～160℃）＋树脂→混沙机＋乌 洛托品（壳模形成时使树脂固化） →激冷＋硬脂酸钙（防结块） →出沙→破碎→筛分→产品 主要影响因素:颗粒的粒度、形状、比表面积、孔隙率、涂敷剂 的种类、用量、用法、涂敷处理工艺等。 －－实验表明：无孔隙的高密度球形颗粒的涂敷效果最好。
小，吸附无选择性，其结合力主要是范德华力和静电引力，而且
是可逆的多层吸附。 化学吸附的特征：吸附剂与吸附质之间有电子转移，形成化 学键，吸附热大，吸附有选择性，而且是非可逆的单层吸附。 被物理吸附的吸附质，可以沿着固体表面位移；而化学吸附
的吸附质由于形成化学键，所以是定位的。
固体自溶液中的吸附是最常见的吸附现象之一，粉体的湿法 表面改性过程实际上就是粉体（吸附剂）吸附溶液中表面改性剂 分子（溶液中的某一组分）的过程。
treatment) 是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或 界面进行处理，有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质， 如表面能、表面润湿性、电性、吸附和反应特性、表面结构和官 能团等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
未来无机填料发展的三大方向：
（1）粒径微细化（2）表面活性化（3）结构复杂化
通常称粉体为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。
粉体的比表面积越大，吸附现象就越明显。 粉体对液体或气体的吸附按其作用力的性质不同可分为物理 吸附和化学吸附两种类型。两者本质的区别是吸附剂与吸附质之 间有无电子转移。
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物理吸附的特征：吸附剂与吸附质之间无电子转移，吸附热
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5、表面电性
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－－双电层－ξ电位
6、表面的化学性质
粉体表面的化学性质与粉体物料的晶体结构、化学
组成、表面吸附物等有关，它决定了粉体在一定条件下
的吸附和化学反应活性以及表面电性和润湿性等，对其
应用性能以及与表面改性剂分子的作用有重要影响。
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4.4.2 粉体表面改性方法