常用的表面改性剂有哪几类

　　粉体的表面改性，主要是依靠表面改性剂在粉体颗粒表面的吸附、反应，包覆或包膜来实现的。常用的表面改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、有机硅、不饱和有机酸及有机低聚物、水溶性高分子等。

　　偶联剂：具有两性结构的化学物质，按其化学结构和成分可分为硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、锆铝酸盐及有机络合物等几种。其分子中的一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分基团可与有机高聚物基料发生化学反应或物理缠绕，从而将两种性质差异很大的材料牢固的结合起来，使无机粉体和有机高聚物分子之间建立起具有特殊功能的“分子桥”。

　　表面活性剂：一种能显著降低水溶液的表面张力或溶液界面张力，改变体系的表面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化学药品。

　　表面活性剂分子由性质截然不同的两部分组成，一部分是与油或有机物有亲和性的亲油基，另一部分是与水或无机物有亲和性的亲水基。亲水基可与无机粉体表面发生物理、化学作用，吸附于颗粒表面，亲油基朝外，无机粉体表面由亲水性变为疏水性，从而改善无机粉体材料与有机物的亲和性，提高其在塑料、橡胶、胶黏剂等高聚物基复合材料填充时的相容性和在涂料中的分散性。

　　有机硅：以硅氧烷链为憎水基，聚氧乙烯链、羧基、酮基或其他极性基团作为亲水基的一类特殊类型的表面活性剂，俗称硅油或硅树脂。

　　用于处理无机填料或颜料的有机硅一般为带活性基的聚甲基硅氧烷，其硅原子上接有若干氢基或羟基封端。

　　不饱和有机酸及有机低聚物：不饱和有机酸作为无机填料的表面改性剂一般带有一个或多个不饱和双键或多个羟基，碳原子数一般在10以下。常见的不饱和有机酸是：丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、肉桂酸、山梨酸、2-氯丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。有机低聚物主要有聚烯烃低聚物（无规聚丙烯和聚乙烯蜡）及其他低聚物（双酚A型环氧树脂）。

　　水溶性高分子：又称水溶性树脂、水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解形成溶液或分散液。粉体表面改性用的主要是合成水溶性高分子，如聚丙烯酸及其盐（聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠）、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚马来酸酐等。

　　表面改性剂选好了，你真的会用吗？

　　一些客户，多方筛选确定了粉体表面改性剂的种类，但在实际生产过程中，改性效果却不是很理想，这其中，往往与表面改性剂的使用方法有关。

　　表面改性剂的使用主要包括：用量、配制、分散、添加方法以及使用两种以上表面改性剂时的加药顺序。

　　1. 表面改性剂的用量

　　理论上在颗粒表面达到单分子层吸附所需的用量为最佳用量，该用量与粉体原料的比表面积和表面改性剂分子的截面积有关，但这一用量不一定是100%覆盖时的表面改性剂用量，实际最佳用量要通过改性试验和应用性能试验来确定，这是因为表面改性剂的用量不仅与表面改性时表面改性剂的分散和包覆的均匀性有关，还与应用体系对粉体原料的表面性质和技术指标的具体要求有关。

　　对于湿法改性，表面改性剂在粉体表面的实际包覆量不一定等于表面改性剂的用量，因为总是有一部分表面改性剂未能与粉体颗粒作用，在过滤时被流失掉了。因此，实际用量要大于达到单分了层吸附所需的用量。

　　进行化学包覆改性时，表面改性剂的用量与包覆率存在一定的对应关系，一般来说，在开始时，随着用量的增加，粉体表面包覆量提高较快，但随后增势趋缓，至一定用量后，表面包覆量不再增加。因此，用量过多是不必要的，从经济角度来说用量过多增加了生产成本。

　　2. 表面改性剂的配制方法

　　不同的表面改性剂需要不同的配制方法，例如：

　　对于部分硅烷偶联剂，与粉体表面起键合作用的是硅醇，因此，要达到好的改性效果（化学吸附）最好在添加前进行水解。对于使用前需要稀释和溶解的其他有机表面改性剂，如钛酸酯、铝酸酯、硬脂酸等要采用相应的有机溶剂，如无水乙醇、异丙醇、甘油、甲苯、乙醚、丙酮等进行稀释和溶解。对于在湿法改性工艺中使用的硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯等不能直接溶于水的有机表面改性剂，要预先将其皂化、铵化或乳化为能溶于水的产物。

　　3. 表面改性剂的添加方法

　　添加表面改性剂的最好方法是使表面改性剂与粉体均匀和充分地接触，以达到表面改性剂的高度分散和表面改性剂在粒子表面的均匀包覆。

　　因此，最好采用与粉体给料速度连动的连续喷雾或滴（添）加方式，当然只有采用连续式的粉体表面改性机才能做到连续添加表面改性剂。

　　4. 表面改性剂的加药顺序

　　由于粉体表面，尤其是无机填料或颜料表面性质的不均一性，有时混合使用表面改性剂较使用单一表面改性剂的效果要好。例如，联合使用钛酸酯偶联剂和硬脂酸对碳酸钙进行表面改性，不仅可以提高表面处理效果，而且还可减少钛酸酯偶联剂的用量，降低生产成本。

　　但是，在选用两种以上的表面改性剂对粉体进行处理时，加药顺序对最终表面改性效果有一定影响。

　　在确定表面改性剂的添加顺序时，首先要分析两种表面改性剂各自所起的作用和与粉体表面的作用方式（是物理吸附为主还是化学吸附为主）。一般来说，先加起主要作用和以化学吸附为主的表面改性剂，后加起次要作用和以物理吸附为主的表面改性剂，但最终要通过应用试验来确定。