用于塑料、橡膠及其他樹脂的石英粉、硅微粉及其他形式的二氧化硅粉體，為了使其表面與高聚物基料相容性好，以使填充材料的綜合性能及可加工性能得到提高和改善，必須對其進行表面處理。
粉碎后的石英粉或其他二氧化硅粉體在水和空氣的作用下可能出現(xiàn)Si-OH（硅醇基）、Si-O-Si（硅醚基）及Si-OH······O（表面吸附自由水）等官能團。因此，很容易接受外來的官能團，如硅烷的氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯、三甲基、甲基和乙烯基等有機官能團，這就為二氧化硅粉體的表面改性奠定了一定基礎(chǔ)。
1、硅烷偶聯(lián)劑改性石英粉的原理
石英粉、硅微粉或其他二氧化硅粉體的表面化學改性主要使用硅烷偶聯(lián)劑，包括氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯基、三甲基、甲基和乙烯基等各種硅烷偶聯(lián)劑。
硅烷偶聯(lián)劑改性石英粉的原理：硅烷偶聯(lián)劑的-RO官能團可在水中（包括填料表面所吸附的自由水）水解產(chǎn)生硅醇基，這一基團可與SiO2進行化學結(jié)合或與表面原有的硅醚醇基結(jié)合為一體，成為均相體系。這樣，既除去了SiO2表面的水分，又與其中的氧原子形成硅醚鍵，從而使硅烷偶聯(lián)劑的另一端所攜帶的與高分子聚合物具有很好的親和性的有機官能團-R'牢固地覆蓋在石英或二氧化硅顆粒表面，形成具有反應(yīng)活性的包覆膜。
有機官能團-R'和環(huán)氧樹脂等高分子材料具有很好的親和性，它能降低石英或二氧化硅粉體的表面能，提高與高聚物基料的潤濕性，改善粉體與高聚物基料的相容性。此外，這種新的界面層的形成，可改善填充復(fù)合體系的流變性能。
2、表面改性影響因素
影響石英粉及其他二氧化硅粉體表面處理效果的主要因素有：硅烷偶聯(lián)劑的品種、用量、使用方法及處理時間、溫度、pH值等。
由于硅烷的有機官能團-R'對高聚物或樹脂之類的材料具有選擇性，因此，選擇硅烷偶聯(lián)劑時應(yīng)考慮石英粉所要填充的樹脂的種類。
硅烷偶聯(lián)劑的用量可根據(jù)石英或二氧化硅粉體的比表面積來確定，也可以根據(jù)試驗來確定最佳用量。
3、表面改性工藝
濕法工藝是利用適當?shù)南♂屢汉椭鷦┡c硅烷偶聯(lián)劑混合配成處理液，在攪拌反應(yīng)釜或反應(yīng)罐中對石英粉或二氧化硅粉體進行加熱反應(yīng)或浸泡，然后脫去水分。
用化學沉淀法制備無定形二氧化硅粉體時，常采用濕法表面處理工藝?！ ?br />
干法工藝是加入少量的稀釋液與硅烷配成處理劑，在石英粉被高速攪拌分散和加熱條件下，霧狀噴入配置好的硅烷處理劑，經(jīng)反應(yīng)一定時間后出料，此法不需要再脫水烘干，工藝流程簡單。
干-濕結(jié)合工藝是首先將經(jīng)過酸化的水溶液（對電性能要求很高時選用去離子水）與適量的偶聯(lián)劑在強烈攪拌裝置中混合，配制成一定濃度的處理液，按石英粉投料量的8%-10%加入該處理液，然后，在以剛玉球或硅石球為研磨體的小型球磨機中混磨1h，出料于110℃烘干，最后過篩分級。
處理過程中，加水量、混磨時間對處理效果影響較大。加水量過大，粉料易結(jié)團，需要混磨時間較長，從而會增加粉料再粉碎現(xiàn)象及帶入雜質(zhì)成分；加水量過小，不利于偶聯(lián)劑的充分分散和與石英粉的均勻作用。
同時，溶液的酸堿度直接控制偶聯(lián)劑的水解程度。用這種方法改性處理后的粉石英在樹脂膠泥、樹脂防腐涂料、樹脂粉末涂料及PVC人造革中試用，效果良好。
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