盡管電氣石有諸多的優(yōu)異性能,但是由于其自身的極性較強和顆粒的超細化,使電氣石粉體在非極性物質(zhì)中容易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象導(dǎo)致分散不均,所得復(fù)合材料的性能也會有所下降,所以對電氣石粉體表面進行有機改性來提高電氣石與有機溶劑的相容性,這對于開發(fā)電氣石功能復(fù)合材料有著舉足輕重的作用,并產(chǎn)生深遠的影響。
目前,電氣石粉最常用的改性方法有表面化學(xué)法和機械力化學(xué)法。
1、表面化學(xué)法
表面化學(xué)法指的是需要改性的粉體顆粒與改性劑中的某些官能團或某些原子發(fā)生反應(yīng)而達到對粉體改性的目的,該方法是目前使用效率最高的礦物表面改性方法。
王雪等采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570對電氣石進行改性,以改性電氣石的接觸角以及在液態(tài)石蠟中的濁度為參數(shù),探討了改性工藝條件對電氣石性能的影響。實驗結(jié)果表明,在改性劑質(zhì)量分數(shù)為10%、pH=4溶液(水與無水乙醇體積比為1:3)中攪拌1h,可得到改性電氣石,且電氣石的晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。
胡應(yīng)模等選擇甲基丙烯酰氯為改性劑,以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑,制備出甲基丙烯酸電氣石酯。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、紅外光譜儀對改性電氣石的結(jié)構(gòu)進行表征,結(jié)果表明電氣石微粉表面的極性有所降低,團聚現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn),疏水性明顯提高。
陳杰等以鈦酸酯為改性劑,通過球磨法對電氣石表面進行改性,制得疏水化的電氣石粉體并測試了改性電氣石的接觸角、活化指數(shù)和親油化度。通過實驗得到最適宜的改性條件:鈦酸酯占電氣石質(zhì)量的1.5%、電氣石與溶劑甲苯質(zhì)量比為10:3、球磨時間為60min、反應(yīng)時間為120min、反應(yīng)溫度為90℃。
2、機械力化學(xué)法
機械力化學(xué)法是使用超細粉碎技術(shù)或者其他較強的機械作用力進行研磨,使粉體結(jié)構(gòu)復(fù)雜化或無定型化,改善其表面活性,增強其與無機物或有機聚合物的反應(yīng)特征,從而達到對礦物改性的目的。
蔡夢軍等采用濕法研磨對電氣石礦粉進行改性,得到分散性良好的電氣石微粉。通過傅里葉變換紅外光譜儀進行結(jié)構(gòu)表征并測試材料的負離子釋放量。結(jié)果顯示改性后的電氣石粉末與其他材料的相容穩(wěn)定性有所增強,原因在于聚羧酸基團被引入到電氣石粉體表面,且電氣石在強機械力研磨作用下仍能釋放大量負離子。
鄧愛民等以硅烷偶聯(lián)劑KH-550為改性劑,通過球磨方法對電氣石進行表面改性,使得硅烷偶聯(lián)劑與電氣石表面的極性基團相結(jié)合并附著在電氣石粉體表面,使改性電氣石粉能均勻地分散在疏水的甲基丙烯酸甲酯(MMA)中,并運用控制變量法確定了最佳的改性條件。
程健等通過高速研磨的方法對電氣石進行改性制得電氣石水性漿料,并對改性電氣石的結(jié)構(gòu)進行測試。實驗結(jié)果表明,以2-氨基-2-甲基-1-丙醇作為體系的pH調(diào)節(jié)劑、質(zhì)量分數(shù)0.4%的聚丙烯酸銨鹽作為體系分散劑時,可制得儲熱穩(wěn)定性優(yōu)異的電氣石水性漿料。
資料來源:《崔奎,胡應(yīng)模.電氣石功能復(fù)合材料研究進展[J].化工新型材料,2021,49(S1):30-34》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉(zhuǎn)載請注明出處!
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