在高聚物基料中添加硅微粉填料，不僅可降低高分子材料成本，還可提高材料的尺寸穩(wěn)定性，并賦予材料抗壓、抗沖擊、耐腐蝕、阻燃、絕緣性等特殊的物理化學(xué)性能。
如何提高硅微粉在高聚物中的流動性，降低其粘度，提高整體填充率一直是行業(yè)內(nèi)比較熱門的研究方向，而硅微粉的這些性能，很大程度上取決于其吸油值的大小。
吸油值也稱樹脂吸附量，表示填充劑對樹脂吸收量的一種指數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)填料用吸油值這個指標(biāo)來大致預(yù)測填料對樹脂的需求量。吸油值不同，則粉體填料的粒度、比表面積、分散性、潤濕程度、吸附性能不同，從而影響粉體與高聚物作用的相容性，所以吸油值直接影響材料質(zhì)量、性能及用途。
圖1 粉體吸收油的兩種主要形態(tài)
吸油值與粉體的大小、形狀、分散與凝聚程度、比表面積及顆粒的表面性質(zhì)有關(guān)。但由于硅微粉主要作為填充料用于相關(guān)行業(yè)，對粒徑的要求很高，故通過增大粒徑來降低比表面積從而降低吸油值的方式有一定的局限性。因此，由圖1可知，如何減少硅微粉顆粒表面和空隙的油（樹脂）是降低其吸油值的關(guān)鍵。
1、試驗(yàn)方法
?。?）實(shí)驗(yàn)原料
天然石英原礦分別通過球磨、振動磨、氣流磨分級系統(tǒng)制作的平均粒徑在2.5-3.0μm的超細(xì)硅微粉；
平均粒徑為20±0.5μm硅微粉成品及其產(chǎn)生的布袋除塵粉；
三種平均粒徑為20±0.5μm的硅微粉（普通硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉）。
2、研磨設(shè)備對硅微粉吸油值的影響
表1 不同研磨分級設(shè)備生產(chǎn)硅微粉粒徑分布及吸油值
由表1可知，球磨機(jī)、振動磨和氣流磨所得硅微粉樣品的平均粒徑差別不大，故可認(rèn)為三者因粒徑引起的吸油值變化不大。但三者的吸油值檢測結(jié)果為：氣流磨>球磨機(jī)>振動磨，主要是振動磨硅微粉樣品在整個體系中粗細(xì)微粉分布較好，細(xì)顆粒較好的填充中粗顆粒之間，增大了整個體系的填充性，使得分布在顆粒空隙中的油減少，從而整體降低了整個系統(tǒng)的吸油值。
表2 不同研磨分級設(shè)備生產(chǎn)硅微粉的振實(shí)密度
由表2可知，振動磨硅微粉樣品的振實(shí)密度最高，進(jìn)一步驗(yàn)證良好的粒徑分布可有效降低粉體間的空隙率，提高粉體填充性。
3、原有粉體系統(tǒng)中添加微粉對硅微粉吸油值的影響
表3 硅微粉成品及布袋除塵粉粒徑分布
表3為20±0.5μm硅微粉成品和其生產(chǎn)過程中布袋產(chǎn)生的除塵粉的粒徑分布，圖2為硅微粉成品中按不同比例添加布袋除塵粉引起的吸油值變化（此舉為模擬生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)風(fēng)門和分級頻率控制旋風(fēng)收集和布袋除塵出料比）。
圖2 硅微粉成品中添加布袋除塵粉引起的吸油值變化
由圖2可知，當(dāng)布袋除塵粉添加量控制在4%左右時，能夠有效填充硅微粉成品中顆粒與顆粒產(chǎn)生的空隙，從而降低系統(tǒng)吸油值。但隨著布袋除塵粉的持續(xù)增加，系統(tǒng)吸油值迅速升高，這是因?yàn)樵诠栉⒎鄢善奉w粒填充飽和后，新的布袋除塵粉之間又形成新的顆粒間隙，同時微粉粒徑較小，比表面積較大，表面能升高，其表面也具有較高的吸油能力，造成系統(tǒng)吸油值升高。
在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過調(diào)節(jié)分級頻率和風(fēng)門大小來控制硅微粉顆粒大小比例，從而降低硅微粉成品的整體吸油值。
4、改性劑對硅微粉吸油值的影響
圖3 不同硅微粉在電子顯微鏡下的分散狀況
圖3為平均粒徑為20±0.5μm硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉在電子顯微鏡下的照片，由圖可知，硅微粉分散性大小為硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉>鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉>平均粒徑為20±0.5μm硅微粉。
表4 不同改性硅微粉產(chǎn)品的吸油值
表4為平均粒徑為20±0.5μm硅微粉、鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉、硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉吸油值對比：平均粒徑為20±0.5μm硅微粉>鋁酸酯改性劑改性后的硅微粉>硅烷偶聯(lián)劑改性后的硅微粉。
改性劑可降低硅微粉表面吸附油脂的能力，減少粉體團(tuán)聚產(chǎn)生的粒子間空隙，從而降低粉體吸油值，且硅烷偶聯(lián)劑對硅微粉的改性效果較為明顯。
5、結(jié)論
?。?）采用振動磨分級系統(tǒng)生產(chǎn)的硅微粉的填充性較氣流磨和球磨機(jī)較高，故其吸油值最低。
?。?）硅微粉成品中添加一定比例的微粉可有效減少粉體系統(tǒng)顆粒間隙，從而降低產(chǎn)品吸油值。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)生產(chǎn)不同粒徑的粉體，調(diào)節(jié)分級頻率和風(fēng)門大小，有效改變所產(chǎn)生布袋除塵粉的量，從而提高旋風(fēng)收集產(chǎn)品的吸油值。
?。?）改性劑對粉體吸油值影響明顯，其中又以硅烷偶聯(lián)劑對硅微粉改性效果最佳。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)不同行業(yè)需求，選擇不同的硅烷偶聯(lián)劑。
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