对于纳米粉体来说,制备只是第一步,最困难的是对不同介质和不同场合的表面改性和处理。
在实际工业应用中,纳米材料因其粒径小、比表面积大、表面能高等特点,严重限制了其应用。另外,纳米粉体与介质的不相容性会导致纳米粉体的空隙和相分离,因此有必要对纳米粉体进行表面处理。
纳米粉体的团聚
目前,纳米粉体的表面改性方法主要有偶联剂改性、有机改性、无机改性等。
1、纳米粉体偶联剂的改性
佰富彩偶联剂改性是偶联剂与纳米粉体表面发生化学偶联反应。除范德华力、氢键或配位键相互作用外,二者之间还存在离子键和共价键。偶联剂广泛应用于纳米粉体的表面改性。
偶联剂改性纳米粉体的用量应适当。偶联剂用量过小,不能与纳米粉体充分结合,改性不彻底;偶联剂用量过多,会形成有机改性粉体的物理缠结点,再次产生较大的聚集体,导致颗粒团聚。
佰富彩从改善纳米粉体物理性能的角度来看,偶联剂可以大大改善纳米粉体的分散性,但还远远不够。仍有少量团聚,影响了纳米粉体的功能发挥。虽然填料的耐水性和憎水性得到了一定程度的提高,但对填料的耐水性和憎水性的要求也越来越高。因此,如何开发一种新型的偶联剂对纳米粉体进行改性,使其表面具有惰性,具有较高的耐水性、疏水性和分散性,是一个重要的课题。
2、纳米粉体的有机改性
无机纳米粒子表面存在大量的活性基团,如炭黑和碳纤维表面的酚基、羟基和醌基,二氧化硅、氧化钛、氧化锌等无机纳米粒子中也含有活性羟基。
将聚合物接枝到无机粒子表面后,可以将无机材料的优良性能(如耐热性、导电性、强磁性)与聚合物的优良性能相结合,形成具有新功能的有机无机混合材料。另外,将聚合物接枝到粒子表面后,无机纳米粒子在有机溶剂和聚合物中的分散性显著增加。一般来说,在有机溶剂和聚合物中进行聚合和填充可以大批量、均匀进行,加工操作容易,颗粒表面功能设计也有无限变化的可能。
3、无机纳米粉体的表面改性
佰富彩当无机材料作为改性剂时,无机物与纳米粒子表面没有化学反应。改性剂和纳米粒子的结合取决于物理方法或范德华力。一般来说,无机化合物是用来沉淀在纳米粒子表面形成表面涂层的。经过一系列处理后,涂层被固定在纳米粒子表面,降低了纳米粒子的活性,改善了纳米粒子的分散性。
佰富彩例如,包覆氢氧化铁胶体的纳米二氧化钛,由于外层薄膜的作用,可以阻止电子空穴与水、氧的结合,从而降低纳米二氧化钛的光化学性能,提高产品的耐候性。
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