100%干货！石英砂的提纯及表面改性
公司名称：巩义市大千净化材料有限公司 作者：Admin 发布时间：2021/10/28 10:18:03
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1、石英砂粉体为什么要表面改性
（1）改变石英砂粉体表面的亲油性、浸润性、吸油率、黏度等；
（2）改善石英砂粉体作为填料与有机聚合物的相容性、亲和性、分散性和流动性等；
（3）提高石英砂粉体填料与有机聚合物相界面之间的结合力；
（4）提高复合材料的性能。
2、石英砂粉体表面涂敷改性
石英砂粉体表面涂敷改性是利用树脂或高聚物等对石英砂粉体表面进行“覆膜”，如用吠喃树脂涂敷石英砂，用于油井钻探时可提高油井的产量；用酚醛树脂涂敷石英砂，可提高精细铸造砂的黏结性能，涂覆改性铸造石英砂不仅具有较高的熔模铸造速度，还可保持模具和模芯在生产中得到较高的抗开裂和抗卷壳性能。
在涂敷改性之前一般要对石英砂粉体进行必要的擦洗和干燥，可分为冷法涂覆和热法涂覆两种。
采用树脂冷法涂敷石英砂由于冷法要使用大量的溶剂，故仅用于少量生产。树脂热法涂敷石英砂的涂敷效果较好，适合大量生产，但其工艺较复杂难控，需专门的混砂设备。
影响石英砂涂敷改性效果的主要因素有石英砂颗粒的形状、比表面积、孔隙率、涂敷聚合物的种类及用量、涂敷工艺方法等。
3、石英砂粉体表面化学改性
（1）石英砂粉体干法表面化学改性
石英砂粉体干法表面化学改性是将干燥后的石英砂粉体与改性剂处理液进行高速搅拌分散，同时进行加热处理。该工艺具有流程简单、作业灵活、投资少和改性剂适用性好等特点。
（2）石英砂粉体湿法表面化学改性
石英砂粉体湿法表面化学改性是利用配置好的表面改性剂和助剂混合配成的处理液，在搅拌分散和一定温度条件对石英砂粉体进行表面改性，之后进行脱水、干燥。与干法工艺相比，湿法工艺具有改性剂分散好、粉体表面包覆均匀等特点，不过湿法需脱去水分（过滤和干燥），故适用于各种可水溶或水解的改性剂，以及前段为湿法粉磨工艺而后段又需干燥的工艺流程。
（3）石英砂机械粉磨与化学包覆改性
石英砂机械粉磨与化学包覆改性是指在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加改性剂，随着石英砂粉体粒度减小的同时，对其颗粒进行表面改性。
该复合改性工艺的特点是工艺较简单，某些改性剂同时具有助磨作用，可提高粉碎效率，但是其温度难控制，同时颗粒不断被粉碎，产生新的表面，改性剂包覆难以均匀。此外，粉磨设备在强烈机械力作用过程中产生局部高温，使部分改性剂分解或分子结构被破坏。
4、如何评价石英砂粉体表面化学改性效果？
通过改性效果的评价，可筛选改性效果最佳的工艺条件。
（1）活化指数
活化指数是衡量石英砂粉体疏水化改性效果的重要指标，活化指数越大，说明疏水化改性效果越好。
（2）吸油值
吸油值是石英砂粉体改性最主要的直接指标之一，特别是对于在高聚物基料中应用的石英砂填料，填料吸油值大小会直接影响复合材料的加工性能以及填充量。
吸油值越大，说改性产物与有机物的相容性越差，同时也表明了改性效果越差，反之越好。
（3）红外光谱
红外光谱可作为检测石英砂粉体表面是否包覆改性剂的重要手段。每一种官能团或键在红外谱图中有相应的特征吸收峰，通过对改性前后石英砂粉体进行红外光谱分析，对比特征峰的变化，就可看出改性是否有效，此方法已在实践中得到广泛的应用。
（4）扫描电镜SEM
对改性前后的石英砂粉体进行电镜扫描，观察粉体的表面形貌以及改性剂在其表面的包覆情况、分散性的变化，直接反映粉体改性表面包覆的效果。
5、石英砂粉体表面化学改性研究进展
石英砂表面化学改性常用的改性剂有硅烷偶联剂（氨基、环氧基、甲基丙烯基、三甲基、甲基和乙烯基）、铝酸盐偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸复合剂等，其中主要使用的是硅烷偶联剂。
经硅烷偶联剂改性的石英砂粉体用于高聚物基电器设备材料的填料，可改善其抗弯强度，提高其耐紫外线照射的能力，而且因其击穿后没有严重熏黑现象，使其耐微小漏电性能好。
采用钛酸酯偶联剂对石英尾砂进行了表面改性，改性后的石英尾砂矿最高使用温度为21℃，有良好的防水性能。可作为聚乙烯等塑料的填充剂，在保证制品的加工性和物理机械性能的前提下，适当提高填充量，降低成本。
采用铝酸酯偶联剂及硬脂酸复合剂对石英砂粉体进行干法改性，作为橡胶填料时，可明显改善其力学性能。
用于涂料、皮革制品、化妆品等消光剂的高孔隙率超细石英砂，一般采用脂肪酸（如硬脂酸）和聚乙烯蜡进行表面包覆改性。
阳离子表面活性剂，如十六烷基三甲基溴化铵，也可用于石英砂粉体的表面改性。由于石英砂粉体的等电点较低，故粒子在水介质中通常荷负电，且随pH值升高，荷电点增多。用阳离子表面改性剂进行表面处理后，粒子表面的负电荷逐渐减少，最后可转变为荷正电的粒子。
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