2 粉体表面与界面化学
2.3 粉末颗粒的表面改性
2.3.3 改性效果的评价
粉体改性效果的表征及评价有许多方法。通过考查改性粉体填充形成的制品性能,特别是力学性能便可对改性效果作出直接评价,这种方法耗资费力,但结果可靠,被广泛采用。此外对改性产物进行测量,比较改性前后表面性质的变化,也可以达到预先评价改性结果的目的。具体有如下方法:
(1)润湿性评价法
润湿性是衡量粉体与聚合物之间相容性的主要指标之一。界面接触角是*常用的、*直接的表征方式。极性粉体经疏水改性后在极性液体中的接触角越大,或者在非极性液体中的接触角越小,说明粉体颗粒表面疏水性越强,改性效果越好,比较接触角大小,便可对改性效果作出评价。活化指数也可反映粉体表面活化的程度,活化指数等于样品中漂浮部分的质量比样品总质量,例如改性前粉体表面呈极性状态,在水中自然沉降,改性后则不被水润湿,当活化指数为1时,说明改性完全。渗透时间和吸油率也是较常用的润湿性的表征参数。
(2)表面自由能评价法
粉体特别是微米级、纳米级的粉体都有较大的表面自由能,经改性剂附着后,表面能降低,因此表面自由能的变化也能反映改性效果。
(3)药剂吸附量评价法
测定粉体表面药剂吸附量来评价改性效果,已在检测硅烷偶联剂与粘土表面改性方面得到应用。改性粉体的性能除取决于改性剂在表面吸附量的多少,还取决于药剂与粉体的作用性质,两者化学键合作用越强,则改性效果越好。因此,药剂吸附量的测定有时还需与红外光谱等表面分析手段相结合,才能对改性效果作出更**的评价。
(4)沉降性测量
称取一定量的超细粉体,装入比色管中(外贴刻度),加入一定体积溶剂,充分混合、振荡,竖直放在试管架上,观察不同时间纳米粉体的沉降体积与沉降高度,该方法可定性地评价粉体的改性效果。
(5)红外光谱法
对改性前后的粉体样品进行红外光谱分析,根据对应特征峰的变化即可揭示改性剂的作用,此法已在实践中得到广泛应用。
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