粉體表面改性是集粉體加工、材料加工、材料性能、化工、機械等于一體的新技術(shù),具有針對性或目的性強的特點(diǎn),工藝方法較多,影響因素較多,主要包括粉體原料的性質(zhì)、表面改性劑配方、表面改性工藝、表面改性設備等。
1、粉體原料的性質(zhì)
粉體原料的比表面積、粒度大小和粒度分布、比表面能、表面物理化學(xué)性質(zhì)、團聚性等均對改性效果有影響,是選擇表面改性劑配方、工藝方法和設備的重要考察因素之一。
例如,粉體的表面物理化學(xué)性質(zhì),如表面電性、潤濕性、官能團或基團、溶解或水解特性等直接影響其與表面改性劑分子的作用,從而影響其表面改性的效果。同時(shí),表面物理化學(xué)性質(zhì)也是選擇表面改性工藝方法的重要考量因素之一。
2、表面改性劑配方
粉體的表面改性在很大程度上是通過(guò)表面改性劑在粉體表面的作用來(lái)實(shí)現的。因此,表面改性劑的配方(品種、用量和用法)對粉體表面的改性效果和改性后產(chǎn)品的應用性能有重要影響。表面改性劑配方具有針對性很強,即具有“一把鑰匙開(kāi)一把鎖”的特點(diǎn)。表面改性劑的配方包括選擇品種、確定用量和用法等內容。
在選擇表面改性劑時(shí),應綜合考慮粉體原料的性質(zhì)、產(chǎn)品的用途或應用領(lǐng)域以及工藝、價(jià)格和環(huán)保等因素,并根據表面改性劑的結構、性質(zhì)及其與粉體的作用機理,有針對性的進(jìn)行選擇。
3、表面改性工藝
表面改性劑配方確定以后,表面改性工藝是決定表面改性效果最重要的影響因素之一。表面改性工藝要滿(mǎn)足表面改性劑的應用要求或應用條件,對表面改性劑的分散性好,能夠實(shí)現表面改性劑在粉體表面均勻且牢固的包覆;同時(shí)要求工藝簡(jiǎn)單、參數可控性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩定,而且能耗低、污染小。
因此,選擇表面改性工藝時(shí)至少要考慮以下因素:
?、俦砻娓男詣┑奶匦?,如水溶性、水解性、沸點(diǎn)或分解溫度等;
?、谇岸畏鬯榛蚍垠w制備作業(yè)是濕法還是干法?如果是濕法作業(yè)可考慮采用濕法改性工藝;
?、郾砻娓男苑椒?。方法決定工藝,如對于表面化學(xué)包覆,既可采用干法,也可采用濕法工藝;但對于無(wú)機表面改性劑的沉淀包膜,只能采用濕法工藝。
目前,常用表面改性工藝主要有干法工藝、濕法工藝、粉碎與表面改性合二為一工藝、干燥與表面改性合二為一工藝等。
4、表面改性設備
粉體的表面改性或表面處理技術(shù)主要包括表面改性方法、工藝、表面改性劑及其配方、表面改性設備等。其中在表面改性工藝和改性劑配方確定的情況下,表面改性設備就成為影響粉體表面改性或表面處理效果的關(guān)鍵因素。
表面改性設備性能的優(yōu)劣,不在其轉速的高低或結構復雜與否,關(guān)鍵在于以下基本工藝特性:①對粉體及表面改性劑的分散性;
?、谑狗垠w與表面改性劑的接觸或作用的機會(huì );
?、鄹男詼囟群屯A魰r(shí)間;
?、軉挝划a(chǎn)品能耗和磨耗;
?、莘蹓m污染;
?、拊O備的運轉狀態(tài)。
高性能的表面改性機應能夠使粉體及表面改性劑的分散性好、粉體與表面改性劑的接觸或作用機會(huì )均等,以達到均勻的單分層吸附、減少改性劑用量;同時(shí),能方便調節改性溫度和反應或停留時(shí)間,以達到牢固包覆和使溶劑或稀釋劑完全蒸發(fā)(如果使用了溶劑或稀釋劑);此外,單位產(chǎn)品能耗和磨耗應較低,無(wú)粉塵污染(粉體外溢不僅污染環(huán)境,惡化工作條件,而且損失物料,增加了生產(chǎn)成本),設備操作簡(jiǎn)便,運行平穩。
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