如何评价粉体表面改性效果

2024-08-20
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粉体表面改性是一项涉及众多学科的交叉学科领域,表面改性效果或表征方法没有统一规定,各粉体改性及应用厂家需要摸索出一套适合的评价方法,在实际应用中快速有效的评价粉体应用性能。今天,小编带大家了解如何评价粉体改性效果。

改性效果的表征与评价有很多种方法,目前常用到的方法大致分为直接法和间接法。

直接法:对改性产物进行测量,比较改性前后表面性质的变化,可以达到预先评价改性效果的目的。如活化指数、吸油值、红外图谱、SEM等。

间接法:改性后粉体的实际应用效果,即粉体填充在基体中,制品所能达到的应用性能。例如液体胶的粘度、流淌、沉降等性能,或者塑料断面SEM图、冲击强度、拉伸强度、硬度等参数来对改性效果做出间接评价。虽然这种方法工艺路线和过程复杂,耗资费力,但结果可靠直观,是评价表面改性粉体应用价值的重要依据。 以下是金戈新材常用到的评价粉体改性效果的测试方法。(方法较多,就不一一列举)

1.直接法——活化指数

活化指数是通过测定改性后漂浮在水面上方的粉体量占粉体总量的百分数来评价表面改性效果的指标。由于表面改性剂的种类不同,处理方式不同,使得改性后的粉体有些浮在水面上,有些则会下沉,因此只有疏水改性可以采用活化指数来评价改性效果。该方法是快速判断粉体是否经过疏水改性的方法之一。

2、直接法——吸油值

吸油值是粉体改性效果较常见的检测方法,方法简单,效率高。测试方法为:将邻苯二甲酸二辛脂(DOP)滴加到装有定量的粉体样品的试管中,离心机分散一小时,倒置半小时,测试粉体吸油量。以1g或100g试样所吸取的“油”的质量数(g/100g)表示 。吸油值=吸油量/粉体质量。

3.直接法——粉体SEM图

采用高倍电子显微镜设备观察改性前后粉体是否团聚,如下图所示,未改性的氧化铝有团聚现象,而改性后的氧化铝基本看不到有团聚。这是因为未改性的氧化铝表面极性高,粒子与粒子相互吸附,导致“抱团”。而改性的氧化铝,由于极性基团被改性剂包覆,极性降低,颗粒间“抱团”现象减少。

4、间接法——粘度

粘度常用在灌封胶产品中表征胶体的流动性,也可间接反应粉体改性效果。

5、间接法——沉降速度

沉降速度是指改性产品在溶剂中某一时刻颗粒堆积的体积随时间的变化率。多数应用于有机硅灌封胶中,评价粉体在乙烯基硅油、107胶等的沉降特性,间接反映其粉体在介质中的分散稳定性,因此,可用来评价粉体表面改性后的效果。经过特定改性剂处理的粉体,对基材的相容性好,分散佳,沉降速度慢;相反,未改性的粉体分散性差,易聚集,沉降速度快。

6、间接法——流淌性能

灌封胶制品的流淌快慢决定了机器灌封的效率以及产量,因此较多厂家也同样以此评价灌封胶的性能。目前金戈新材测试灌封胶制品的流淌性能的流淌方式分为:平面流淌法、斜面流淌法,依据各厂家产品的特性选择合适的方法,开发最适合客户的产品。

7、间接法——断面SEM图

改性后的氢氧化铝在乙烯基中的分散情况用电子显微镜设备进行扫描,通过电镜可以发现,如下图:未改性的氢氧化铝在乙烯基中分散不均匀,断面不平整;而改性后的氢氧化铝在乙烯基中均匀分布,断面平整。

8、阻燃、拉伸、断裂伸长率等的测试

拉伸、断裂伸长率等性能常应用在塑料、橡胶等材料中评价填料的性能,同时也可间接反应出填料与基材的相容性,进而可用来评价填料改性效果。

在实际应用中,采用单一种检测方法不能全面体现粉体改性的效果,需要同时采用多种直接或间接方法来综合评判改性效果。金戈新材从事功能性粉体研发有20余年,已建立一套全面评价粉体改性效果的方法和制定各项检测标准,并严格执行,保证产品稳定,为客户提供定制化优质产品与服务。


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