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纳米粉体的表面活性剂改性方法
来源:中国粉体技术网    更新时间:2016-08-22 09:42:54    浏览次数:
 
    表面活性剂分子中含有两种性质截然不同的官能团,一是极性基团,具有亲水性;另一个是非极性基团,具有亲油性。例如硬脂酸盐分子,它是由非极性的憎水端的长链烃基和极性相当高的亲水性原子团羧基组成。表面活性剂的性质取决于表面活性部分的电荷。根据在溶液中解离后所带电荷的不同,表面活性剂被划分为阴离子型、阳离子型和两性或非离子型,其中阴离子型居多数。表面活性剂吸附于无机纳米粒子表面后可以显著降低其表面能,同时,表面活性剂分子的长链烃基还产生一定的位阻效应。因此,纳米粉体颗粒吸附表面活性剂分子后可阻止或减轻硬团聚体的形成,提高其分散性。此外,还能改善或提高纳米粒子与相应体系或其它物质的相容性。例如,纳米氧化锌粉体用硬脂酸盐或硬脂酸处理后,不仅不形成硬团聚,而且可以提高其亲油性,也即与有机物的相容性。用高沸点的伯醇对纳米粉体,如SiO2、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Fe3O4、ZnO和Mn2O3等弱酸性或中性无机纳米粉体进行表面改性可使原来亲水疏油的表面变成亲油疏水的表面。这种表面改性的方法又称为酯化反应。

    纳米粉体的表面活性剂改性法既可湿法进行也可干法进行或干湿结合。对于用湿法化学合成,如沉淀法、水热法、溶胶—凝胶法等工艺制备纳米粉体,在湿法生成纳米粉体过程中或生成后立即加入表面活性剂,不仅可以防止硬团聚体的形成,还有助于遏止粒子“长大”。因此,纳米粉体的表面改性最好在湿法制备过程中就开始进行。此外,表面活性剂也可以用于对纳米无机粉体进行干法改性。干法改性的关键是改性设备能够很好地将纳米粉体和表面活性剂分散,使表面活性剂能够均匀地吸附包覆于纳米颗粒表面。

    影响表面活性剂表面改性效果的因素依湿法还是干法而定。对于湿法改性,主要影响因素是:
    1) 表面活性剂的用量
    2) 纳米粉体的粒径和比表面积
    3) 浆料浓度
    4) 改性处理时间及温度
    5) 表面活性剂的使用方法
   
    对于干法改性,主要影响因素是:
    1) 表面活性剂的用量
    2) 纳米粉体的粒径和比表面积
    3) 改性设备类型及参数
    4) 改性处理时间及温度
    5) 表面活性剂的使用方法


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