粉体包覆改性效果评价

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2025-06-10


粉体包覆改性效果的评判指标可分为:表面性质、结构特性、包覆层质量和应用性能四大类,以下为具体指标及测试方法:

1.表面性质指标

1.1接触角与表面能

1)接触角反映粉体疏水性,改性后接触角增大(>90°)表明疏水性增强。测试方法包括角度测量法、毛细管浸透速度法等。

2)表面能:通过Wu方程计算(需水、二碘甲烷接触角数据),表面能降低说明包覆层降低了粉体极性。

1.2活化指数

改性后疏水粉体漂浮于水面,活化指数=漂浮质量/总质量(接近1表示包覆完全)。例如碳酸钙改性需静置分层后称重。

1.3吸油值

100g粉体所需亚麻油体积(mL/100g)。吸油值越低,亲油性越强,与聚合物相容性更好(如滑石粉测试需滴油至成团)。

1.4分散稳定性

通过浊度、密度或沉降量随时间变化评价,变化越慢分散性越优(浊度计、沉降天平等测试)

2. 结构性指标

2.1比表面积变化率(SARC)

image.png

2.2粒度分布与形貌

(1)中位径变化率(RD50激光粒度仪(LPSD)测包覆前后D50,粒度增大提示包覆层形成或团聚

(2)形貌观察SEM/TEM直接分析包覆均匀性(如TiO₂改性后表面光滑度)

3. 包覆层质量指标

3.1包覆剂残留率与接枝密度

1)残留率:GC-MS定量未反应包覆剂,残留率低表明反应充分(外标法定量);

2)有效接枝密度(GD):TGA测250~800℃失重率,公式:

image.png

其中:m为失重率,image.png包覆计分子量。

3.2包覆量和包覆率

(1)包覆量:单位质量粉体吸附改性剂的质量(mg/g),TGA或红外光谱测定

(2)包覆率:结合分子截面积(a0)和比表面积(Sw)计算

image.png

其中:M:改性剂分子量,NA:阿伏伽德罗常数。

4. 应用性能指标(间接法)

4.1分散稳定性:浊度、沉降时间等变化越慢,分散性越好

4.2功能性能

1)电性能:如电缆填料改性后体积电阻率变化

2)热稳定性:TGA/DSC分析热分解温度变化

3)抗菌/紫外吸收:针对特定功能需求(如纳米氧化锌抗菌性)

5. FCE粉体流化包覆机

    湖南经源FCE流化包覆机采用流化分散机理,通过对粉体和溶液的充分分散,实现高效包覆和快速干燥,且包覆后的各项理化指标全面优于传统设备。


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