高分子材料中粉体表面改性的作用

由于粉体间普遍存在着范德华力和库仑力，粉体的细化过程实质上是以粒子的内部结合力不断被破坏，体系总能量不断增加的过程。因此从热力学角度来看，粉体有自发凝聚的倾向，而且颗粒越细小，团聚越严重。因此如何使团聚体解聚，使颗粒均匀分散成为首要问题。研究表明，影响粉体分散的主要原因是：A、液桥力：当粉体受潮时，此力最大；B、范德华力; C、静电力，不同电荷吸引力是粉体团聚的第三大因素。对于粉体在高分子材料中的分散，一是常温下的分散混合，二是熔融状态下的分散混合，这两个过程都要求做到分散均匀。由于表面改性是依耐改性剂在粉体表面进行吸附\反应\包覆或成膜来实现的表面改性，它可以降低粉体表面能。因而表面改性起到的第一作用是使粉体在高分子材料中得到迅速、均匀的分散。此时表面改性剂也起到分散剂的作用。


粉体不加处理加入到高分子材料中去，填料与聚合物之间存在明显的界面，如同在基体树脂中存在许多空洞，在外力作用下能承受外力的有效截面积减小，填充材料的力学性能变差。

因此粉体在表面处理前水份适当的控制以及选择合适的表面改性剂是非常关键的。我们开发的JL-G系列填料分散改性剂由于其多锚固基团的多官能团结构不会水解, 可以到达完全的表面化学反应性包覆，使填料表面有机化，有效的降低填料的表面能, 从而很好的解决了粉体表面改性,防止团聚等问题。

经过表面改性后的粉体加入到高分子中去会有着良好的结合，首先是粉体被浸润，液态树脂对粉体良好的浸润产生物理吸附。然后是改性剂的化学键将有机体和粉体通过改性剂的非极性基团深入到基体内部或形成化学链，从而形成界面缓冲层。
通过表面改性使粉体填料与基体树脂之间形成的良好界面结合，可以大大提高复合材料的机械力学性能。


经表面改性处理后的粉体在有机分散介质中的填充量可以大幅度提高。不同的改性剂对提高幅度的影响有所不同，但均显著高于未处理的粉体。未加处理轻钙其添加比例最大只为0.4，而表面处理后的轻钙的添加量可达到0.8、1，甚至达到1.2以上。

粉体不加处理加入到高分子材料中去，填料与聚合物之间存在明显的界面，如同在基体树脂中存在许多空洞，在外力作用下能承受外力的有效截面积减小，填充材料的力学性能变差。
经过表面改性后的粉体加入到高分子中去会有着良好的结合，首先是粉体被浸润，液态树脂对粉体良好的浸润产生物理吸附。然后是改性剂的化学键将有机体和粉体通过改性剂的非极性基团深入到基体内部或形成化学链，从而形成界面缓冲层。
通过表面改性使粉体填料与基体树脂之间形成的良好界面结合，可以大大提高复合材料的机械力学性能。

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