体通入微波等离子体反应器对TiO2
粉末进行表
面改性，推测在CH4
和H2
的共同作用下TiO2
表
面将形成Ti－C－O结构，使其导电性与TiC类
似。Yamada等〔12〕先后用Ar和N2
等离子体改性
处理TiO2
膜，在通入N2
之前首先进行Ar处理以
除去吸附在TiO2
表面的水分子、清洁表面，最后
得到的掺氮TiO2
不同，得到的涂层组成也会不同。文献〔23－24〕中还指
出，经无机表面沉积改性以后，粉体的性能提高了，
在基体中分散性较好。章金兵〔25〕用液相沉积法对
纳米ZnO/TiO2
进行表面改性，改性后的粉体表面存
在致密的Al2O3
膜，产物经充分分散后在有机介质
或水中的稳定时间明显提高，紫外线透过率则由改
性前的大于8．5%降低到小于7%。
粉体表面改性
前言：粉体是无数个细小固体粒子集合体的总称。根据固体粒子的尺寸不同可以将固体粒子分为颗粒、微米颗粒、亚微米颗粒、超微颗粒、纳米颗粒。通常粉体是尺度界于10-9m到10-3m范围的颗粒。随着颗粒尺寸的减小相应的各种性质也随着尺寸的改变而改变。
因此小尺寸颗粒有如下几个特征：
1．比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高，易于反应处理。
粉体的团聚现象减少了，分散性提高
了，并且改性后的纳米SiO2
粉体与有机基体聚氨
酯弹性体( PUE)的相容性增强了，PUE材料的力学
性能也有较大的改善，能同时达到增强增韧的效
果。余江涛等〔9〕利用阴离子表面活性剂对钛白粉
进行改性，结果表明粉体的疏水性有所改善，其中
使用十二烷基苯磺酸钠与硬脂酸的复配体系其接
向排列，使其表面性质或界面性质发生显著变化;
( 2)在溶液中的溶解度很低，在通常使用浓度范
围内大部分以胶团(缔合体)状态存在，使其表面
张力显著下降。
在进行无机粉体表面物理改性时，表面活性剂
主要是依靠吸引作用、静电吸附沉积作用或直接包
裹到粉体颗粒表面，从而达到表面改性的目的。
Bijsterbosch等〔6〕对水性溶液中聚氧化乙烯和聚丙
，在降解亚甲基兰染料时显示出
良好的可见光催化活性。郑晓降〔13〕发现经
ArC3H5
低温等离子体处理后的CaCO3
粒子表面
存在非极性有机层作为界面相，从而降低了
CaCO3
的极性，提高了其与PP的相容性，与未经
处理的CaCO3
相比，改善了CaCO3
与PP的界面
粘结性。王怀法等〔14〕认为电子束辐射可以在颗
附到无机粉体粒子表面，在粉体粒子表面形成包
覆层，以降低粉体的表面张力，改变粉体粒子的表
面极性，减少粉体粒子之间的团聚作用，从而达到
均匀稳定分散粉体粒子的目的。
2．1物理涂覆
物理涂覆是一种对无机粉体表面进行简单改
性的工艺方法。它主要是利用表面活性剂、水溶
性或油溶性高分子化合物及脂肪酸等对粉体表面
进行“覆膜”处理而达到表面改性的目的。经过
二、无机填料的表面改性方法
无机填料的表面改性方法按作用效果或实施改性的手段等进行分类，可分为物理法、化学法和机械力化学法三大类。
物理法:
凡是不用表面改性剂而对填料实施表面改性的方法,都可归于物理法,例如高聚物涂敷改性和高能改性方法等。涂敷改性是借助粘附力用高聚物或树脂等对粉体进行包覆改性的方法
高能表面改性是利用等离子体、电晕放电、紫外线等手段对填料进行表面改性的方法。该方法改性效果好,但工艺复杂,成本高,目前在工业生产中还无法应用。
触角可达116°，TiO2
粉体的亲油性明显提高。李
远等〔10〕研究发现使用高分子型超分散剂对纳米碳
酸钙在聚丙烯( PP)中的分散效果显著提高。
2．3高能表面改性
利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体照
射等方法对无机粉体进行表面处理的方法称为高
能表面改性。Sugiyama〔11〕将CH4
与H2
的混合气
3
胶体包覆纳米TiO2
，由
于外层膜阻止了电子空穴对与水和氧气的结合，从
而降低了纳米TiO2
的光化学性能，进而提高了产品
的耐候性。Fabrice等〔22〕用Y( NO3
)
3·6H2O和
La(NO3
)
3·6H2O作为共沉淀剂对Si3N4
进行表面改
性，改性后的Si3N4
悬浮液的电动力学行为同包覆剂
的种类、溶解性有很大关系，同时该粉末的表面性质
常用的偶联剂有硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、硼酸酯类、磷酸酯类和锆铝酸酯类等,常用的表面活性剂为硬脂酸及其盐类、酯类等。一般说来,偶联剂种类多,适用范围广,改性效果较好,但价格昂贵。
机械力化学改性法：
通过粉碎、磨碎、摩擦等机械方法,使填料晶格结构、晶型等发生变化,体系内能增大,温度升高,促使粒子融解、热分解,产生游离基或离子,增强填料表面活性,促使填料和其它物质发生化学反应或相互附着,达到表面改性的目的,这种表面改性方法即为机械力化学改性。
化学改性：
利用各种表面改性剂或化学反应对填料进行表面改性的方法,通称为化学法。目前用得最多的表面改性剂是表面活性剂和偶联剂。两者的改性机理很相似,都是处理剂分子一端的极性基团与填料表面发生物理吸附或化学反应而连接在一起,而另一端的亲油性基团能与树脂基体进行物理缠绕,从而在无机填料和有机高聚物之间架起一座分子桥，增强了高聚物基体和填料之间的相互作用,改善了制品性能。
一、无机粉体表面改性机理
由于无机矿物材料是极性或强极性的亲水旷物，而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面，彼此相容性差，通常无机矿物材料难以在有机基体中均匀分散，因此如果过多地或者直接将无机矿物材料填充到有机基体中，容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。无机粉体表面改性是利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物(表面改性剂)进行复合改性，使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性，从而改善粉体粒子表面的浸润性，增强粉体粒子在介质中的界面相容性，使粒子容易分散在水中或有机化合物中。粉体表面改性是材料制备工程的重要手段，也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容，通过粉体表面改性可以提高粉体材料的附加价值、扩大产品的用途并且开发新的产品。如滑石粉可作为塑料填料，提高塑料制品的电绝缘性、抗酸性耐火性等;云母可作为塑料增强填料，提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量;高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用，可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮;石英对热塑性树脂和热固性树脂具有较高的补强作用，并且能提高制品的刚硬度，对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用;金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率，起到光屏蔽剂的作用。赤泥、粉煤灰均为塑料填料，既可消除污染，又可降低成本。目前无机粉体表面改性技术在保证改性效果的前提下力求降低成本，并根据无机粉体的具体情况，如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新，无机粉体改性的方法很多。根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应，可以将无机粉体表面改性方法分为表面物理改性和表面化学改性两大类。
2．颗粒状态易于流动，具有与液体相类似的流动性。
3．实现分散、混合、均质化控制材料的组成与构造。
4．易于成分分离，有效地从天然资源或废弃物中分离有用成分。
5.由于比表面积大，因此粉体粒子容易聚集，吸附。
6.具有与气体相类似的压缩性，具有固体的抗变形能力。
因此，利用这些特点，对矿物粉体进行表面改性，然后运用于农业、化工、造纸、塑料、橡胶、涂料等产品中。特别是经过改性的矿物粉体用于有机物填料不仅可以降低材料的成本，而且还可以改善材料的各方面性能。常用的矿物填料有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、等因为具有独特的物理化学性质，能改善聚合物的物理性能、力学性能、加工性能和热性能，在聚合物中的应用发展很快。无机填料在聚合物中的作用，概括起来就是增量、增强和赋予新功能，但是由于无机填料与高聚物的相容性差，如果直接添加，会造成分散不均，甚至引起应力集中，降低材料的力学性能，这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量，而且还严重影响制品性能，所以通过对无机填料进行表面改性，改变了无机填料原有的表面性质，改善无机填料与聚合物的亲合性，相容性，以及加工的流动性，分散性，还可以提高填料与聚合物相界面之间的结合力，使聚合物材料的综合性能得到显著提高，从而使非功能的无机填料转变为功能无机填料。近年来，随着聚合物的迅猛发展无机填料的表面改性也受到了前所未有的关注。
液表现出类似Al2O3
胶体的性质，分散状况得到
了改善。吕庆淮等〔5〕研究发现复合颗粒肥料外
表面用液体石蜡包膜后再涂覆重质碳酸钙粉体可
以提高肥料颗粒的分散性，有效地防止其在运输
过程中结块。
2．2表面活性剂改性
表面活性剂包含疏水基和亲水基，是极少数
能显著改变物质表面或界面性质的物质，具有两
个基本特点: ( 1)在物质表面或两相界面容易定
在聚乙烯上、
二氧化钛和含氟石墨在尼龙－12上的包覆。经
过微小颗粒胶囊化改性不仅可以制备出无机/有
机复合胶粒，改变颗粒的性质，还可以实现胶囊的
缓释作用，拓宽无机粉体的应用范围〔20〕。
3表面化学改性
所谓无机粉体表面化学改性是指通过无机粉
体粒子表面和表面改性剂之间的化学吸附作用或
化学反应，改变粒子的表面结构和状态，从而达到
在我国现阶段的生产实践中,物料的超细粉碎和表面改性是两道独立的工序,而机械力化学改性可使超细粉碎和表面改性合二为一,能大大地简化生产工艺，降低生产成本,被认为是一种最具应用价值的高效改性方法,我国在这方面的研究刚刚起步。
2表面物理改性
所谓表面物理改性是通过分子间作用力(如