硅灰石粉體表面改性的意義

硅灰石，特別是超細高長徑比的硅灰石，被廣泛用于塑料、橡膠和纖維等有機高分子材料和復合材料，以及油漆、涂料、膠粘劑等領域作為顏料和填料。硅灰石本身是一種無機物，雖然直接添加可以降低有機高分子材料和復合材料的成本，增加其穩定性、剛性、阻燃性和絕緣性等，但由于與有機聚合物的界面性質不同，相容性較差，難以均勻分散；過多的添加往往容易導致材料的機械強度下降、易脆化等缺點。

因此，除了對白度和粒度的要求外，還必須采用物理、化學或機械的方法對硅灰石表面進行包覆改性處理，以改變其表面的物理化學性質，提高其與有機聚合物、樹脂的相容性；改善其在有機聚合物及樹脂中的分散性，以提高上述有機高分子材料、復合材料的機械強度以及油漆、涂料的光學性能和耐候性等。

硅灰石的表面改性方法

硅灰石的表面改性方法有多種，根據改性性質的不同可分為物理方法、化學方法和包覆方法。根據具體工藝的差別，表面改性工藝主要有干法、濕法、復合法三種。綜合改性作用的性質、手段和目的，分為包覆法、沉淀反應法、表面化學法、接枝法和機械力化學法。

目前硅灰石常用的改性方法有以下幾種：

1. 無機沉淀反應改性法：這種方法是用化學反應將反應生成物在硅灰石表面形成一層層的改性層，通過改性層上面的功能結構單元來改善硅灰石的表面性質。該方法操作簡單易行，能夠以較低的成本得到改性物質。

2. 機械力化學反應法：這是一種復合型的改善手段，即通過機械力的攪拌剪切作用將硅灰石顆粒進行粉碎和顆粒化，機械力的作用能夠顯著提高針狀硅灰石的目數，使其均勻性和長徑比得到明顯改善。然后使用化學改性的方法得到改性的硅灰石材料。這種改性手段能夠有效減小改性成本，簡化改性工藝，所需的工藝和機械條件比較簡單，具有較好的應用前景和市場價值。

3. 有機反應包覆法：利用有機化合物的功能基團在硅灰石表面進行反應，最終達到對硅灰石顆粒表面包覆并改善表面性質的手段。一般選用同時含有親油基團和極性基團的偶聯劑有機化合物作為改性劑。親油基團能夠提供硅灰石在復合填料時與聚合物増強相容性，極性基團能夠讓改性劑在硅灰石表面更穩定。偶聯劑的種類比較多，經常使用的包括硅烷偶聯劑、硬脂酸、庚二酸、鈦酸酯等。不同的偶聯劑含有的改性功能基團對無機填料填充率和填充均勻度也會有比較明顯的區別。在研究工作中，使用兩種或多種不同種類的偶聯劑能夠在不同濃度和比例上對無機填料的性質進行比較明顯的改善。

隨著國內外硅灰石市場需求的持續增長，硅灰石的價格也在逐步提高。與此同時，硅灰石與節能環保、電子信息、生物、航空航天、軍工以及新材料和新能源等高技術產業聯系也日益緊密。為了不斷開拓硅灰石新的應用領域，對于硅灰石表面改性以及超細粒級硅灰石粉的研究需繼續加強，將有助于不斷開拓硅灰石新的應用領域，促進高技術產業的發展，同時也將推動硅灰石產業的持續發展和進步。