100%干貨！石英砂的提純及表面改性
公司名稱：鞏義市大千凈化材料有限公司 作者：Admin 發(fā)布時間：2021/10/28 10:18:03
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1、石英砂粉體為什么要表面改性
（1）改變石英砂粉體表面的親油性、浸潤性、吸油率、黏度等；
（2）改善石英砂粉體作為填料與有機聚合物的相容性、親和性、分散性和流動性等；
（3）提高石英砂粉體填料與有機聚合物相界面之間的結(jié)合力；
（4）提高復(fù)合材料的性能。
2、石英砂粉體表面涂敷改性
石英砂粉體表面涂敷改性是利用樹脂或高聚物等對石英砂粉體表面進行“覆膜”，如用吠喃樹脂涂敷石英砂，用于油井鉆探時可提高油井的產(chǎn)量；用酚醛樹脂涂敷石英砂，可提高精細鑄造砂的黏結(jié)性能，涂覆改性鑄造石英砂不僅具有較高的熔模鑄造速度，還可保持模具和模芯在生產(chǎn)中得到較高的抗開裂和抗卷殼性能。
在涂敷改性之前一般要對石英砂粉體進行必要的擦洗和干燥，可分為冷法涂覆和熱法涂覆兩種。
采用樹脂冷法涂敷石英砂由于冷法要使用大量的溶劑，故僅用于少量生產(chǎn)。樹脂熱法涂敷石英砂的涂敷效果較好，適合大量生產(chǎn)，但其工藝較復(fù)雜難控，需專門的混砂設(shè)備。
影響石英砂涂敷改性效果的主要因素有石英砂顆粒的形狀、比表面積、孔隙率、涂敷聚合物的種類及用量、涂敷工藝方法等。
3、石英砂粉體表面化學(xué)改性
（1）石英砂粉體干法表面化學(xué)改性
石英砂粉體干法表面化學(xué)改性是將干燥后的石英砂粉體與改性劑處理液進行高速攪拌分散，同時進行加熱處理。該工藝具有流程簡單、作業(yè)靈活、投資少和改性劑適用性好等特點。
（2）石英砂粉體濕法表面化學(xué)改性
石英砂粉體濕法表面化學(xué)改性是利用配置好的表面改性劑和助劑混合配成的處理液，在攪拌分散和一定溫度條件對石英砂粉體進行表面改性，之后進行脫水、干燥。與干法工藝相比，濕法工藝具有改性劑分散好、粉體表面包覆均勻等特點，不過濕法需脫去水分（過濾和干燥），故適用于各種可水溶或水解的改性劑，以及前段為濕法粉磨工藝而后段又需干燥的工藝流程。
（3）石英砂機械粉磨與化學(xué)包覆改性
石英砂機械粉磨與化學(xué)包覆改性是指在機械力作用或細磨、超細磨過程中添加改性劑，隨著石英砂粉體粒度減小的同時，對其顆粒進行表面改性。
該復(fù)合改性工藝的特點是工藝較簡單，某些改性劑同時具有助磨作用，可提高粉碎效率，但是其溫度難控制，同時顆粒不斷被粉碎，產(chǎn)生新的表面，改性劑包覆難以均勻。此外，粉磨設(shè)備在強烈機械力作用過程中產(chǎn)生局部高溫，使部分改性劑分解或分子結(jié)構(gòu)被破壞。
4、如何評價石英砂粉體表面化學(xué)改性效果？
通過改性效果的評價，可篩選改性效果最佳的工藝條件。
（1）活化指數(shù)
活化指數(shù)是衡量石英砂粉體疏水化改性效果的重要指標，活化指數(shù)越大，說明疏水化改性效果越好。
（2）吸油值
吸油值是石英砂粉體改性最主要的直接指標之一，特別是對于在高聚物基料中應(yīng)用的石英砂填料，填料吸油值大小會直接影響復(fù)合材料的加工性能以及填充量。
吸油值越大，說改性產(chǎn)物與有機物的相容性越差，同時也表明了改性效果越差，反之越好。
（3）紅外光譜
紅外光譜可作為檢測石英砂粉體表面是否包覆改性劑的重要手段。每一種官能團或鍵在紅外譜圖中有相應(yīng)的特征吸收峰，通過對改性前后石英砂粉體進行紅外光譜分析，對比特征峰的變化，就可看出改性是否有效，此方法已在實踐中得到廣泛的應(yīng)用。
（4）掃描電鏡SEM
對改性前后的石英砂粉體進行電鏡掃描，觀察粉體的表面形貌以及改性劑在其表面的包覆情況、分散性的變化，直接反映粉體改性表面包覆的效果。
5、石英砂粉體表面化學(xué)改性研究進展
石英砂表面化學(xué)改性常用的改性劑有硅烷偶聯(lián)劑（氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯基、三甲基、甲基和乙烯基）、鋁酸鹽偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸復(fù)合劑等，其中主要使用的是硅烷偶聯(lián)劑。
經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的石英砂粉體用于高聚物基電器設(shè)備材料的填料，可改善其抗彎強度，提高其耐紫外線照射的能力，而且因其擊穿后沒有嚴重熏黑現(xiàn)象，使其耐微小漏電性能好。
采用鈦酸酯偶聯(lián)劑對石英尾砂進行了表面改性，改性后的石英尾砂礦最高使用溫度為21℃，有良好的防水性能。可作為聚乙烯等塑料的填充劑，在保證制品的加工性和物理機械性能的前提下，適當提高填充量，降低成本。
采用鋁酸酯偶聯(lián)劑及硬脂酸復(fù)合劑對石英砂粉體進行干法改性，作為橡膠填料時，可明顯改善其力學(xué)性能。
用于涂料、皮革制品、化妝品等消光劑的高孔隙率超細石英砂，一般采用脂肪酸（如硬脂酸）和聚乙烯蠟進行表面包覆改性。
陽離子表面活性劑，如十六烷基三甲基溴化銨，也可用于石英砂粉體的表面改性。由于石英砂粉體的等電點較低，故粒子在水介質(zhì)中通常荷負電，且隨pH值升高，荷電點增多。用陽離子表面改性劑進行表面處理后，粒子表面的負電荷逐漸減少，最后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹烧姷牧Ｗ印?/span>
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