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旭丰粉体|粉体表面改性效果的分析和评价方法
近年来,表面改性是非金属矿物粉体加工领域研发最为活跃、发展最快的技术之一,也是提高其应用性能、拓展市场和用量的重要手段。因此,备受非金属矿物粉体行业及下游应用行业的关注。
在生产过程中,如何评价表面改性效果,根据改性效果及时调整改性剂、工艺与设备参数至关重要。目前,碳酸钙、滑石粉、硅微粉、高岭土、重晶石粉、硅灰石粉等无机非金属矿物粉体表面改性效果的表征评价方法可分为直接法和间接法。
本文先介绍几种直接法的粉体表征评价方法及相关案例供大家做参考,大家可根据自身实际需求选择一种或多种表征评价方法对改性后的粉体进行评价。
活化指数
对于提高无机填料或颜料与高聚物基料相容性或表面疏水性的表面改性,可采用“活化指数”来检测或表征表面改性效果的优劣。
活化指数是指水对无机颜填料的非浸润性,即无机颜填料疏水性的强弱。图一为未改性滑石粉在水中的效果,完全被水浸润;图二为普通改性滑石粉在水中的效果,部分粉体被水浸润沉底;图三为我司超疏水系列滑石粉在水中的效果,可达到完全疏水的效果,且底部水几乎完全澄清。
吸油值
吸油值也称树脂吸附量,表示颜填料对树脂吸收量的一种指数。在应用中,大多数颜填料用吸油值这个指标来预测其对树脂的需求量,从而推导配方体系中颜填料的最大添加比例。吸油值通常以100g颜填料所需DOP油(部分涂料客户延用旧国标蓖麻油检测)的体积表示,即每100g颜填料在达到完全润湿时的最低用油量。
表面改性是降低颜填料吸油值的重要手段,吸油值越小,树脂吸附量越少,即可填充比例越高,以下是几款碳酸钙的吸油值对比。
接触角(浸润角)
接触角的主要意义在于了解物体表面与液体或气体之间的相互作用性质,以及评估材料的润湿性和表面特性。
通过测量液滴与固体表面之间的接触角,可以了解液体在固体表面上的展开情况。较小的接触角意味着液体更容易在表面上展开,表明材料具有良好的润湿性。而较大的接触角则表示材料对液体具有较强的不润湿性。
表面能是描述固体表面吸附能力的指标,它对液体在固体表面的扩展性起重要作用。通过测量不同液体在固体表面上的接触角,可以计算出固体的表面能,进而评估其与不同类型液体的相互作用。
直接法能够通过测试相关参数来直观的表现出改性效果,适用于颜填料企业对改性粉体的改性效果评价,而由于粉体表面改性的最终目的是解决或改善颜填料在应用过程中的某种缺陷,故间接法对于粉体表面改性的评价更加重要。