在塑料、橡膠、涂料等高分子材料工業及高聚物復合材料領域中，無機粉體材料這類具有特定功能、特定用途、品種及規格多、附加值高、技術密集的工業產品，是絕不能缺少的重要“主菜”。

特別是在2003年以后，隨著生產合成樹脂原材料——石油的價格暴漲，以及對高分子材料造成的環境污染的日益關注，來源于自然、又可回歸于自然、具有良好環境協調性的、并可以減少高分子材料使用量的無機粉體日益受到人們的高度重視。

無機粉體材料的重要性

比如說更有益于節能減排的綠色輪胎，就需要高分散白炭黑作為添加劑使用，它對改善輪胎的耐磨性、提高輪胎的壽命等方面表現出獨特的作用。由于下游綠色輪胎在全球范圍內取代傳統輪胎的大勢已成，因此高分散白炭黑的使用量近年來也是高速增長。

綠色輪胎性能優于傳統輪胎/白炭黑產品圖

比如說在半導體器件封裝領域中，球形硅微粉、氧化鋁粉、氮化鋁粉等因其高導熱、高填充、高流動、低磨損、低應力等特性被大量用于高端半導體器件封裝。隨著電子產品的小型化，集成度越來越高，電子產品的熱管理越來越重要，這些能提供優良導熱性能的無機粉體的需求量也日漸攀高。

導熱硅脂

除以上兩個具有代表性的應用外，無機粉體的重要應用還有很多，如滑石粉可作為塑料填料，提高塑料制品的電絕緣性、抗酸堿性、耐火性等；云母可作為塑料增強填料，提高塑料制品的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量；高嶺土具有優良的電絕緣性能和一定的阻燃作用，可作為聚氯乙烯等聚烯烴絕緣電線包皮；石英對熱塑性樹脂和熱同性樹脂具有較高的補強作用，并且能提高制品的剛硬度，對提高塑料制品的電絕緣性也能起一定的作用；金紅石型二氧化鈦作為塑料填料可增大光的反射率，起到光屏蔽劑的作用。赤泥、粉煤灰均為塑料填料，既可消除污染，又可降低成本。

表面改性的必要性

不過這些無機粉體在應用前都有一個必經步驟，就是“表面改性”。由于絕大部分無機粉體材料都是極性或強極性的親水物質，而有機高聚物基質具有非極性的疏水表面，彼此相容性差，通常無機粉體材料難以在有機基體中均勻分散，因此如果過多地或者直接將無粉體物材料填充到有機基體中，容易導致復合材料的某些力學性能下降甚至出現脆化等問題。

因此目前業界都會利用粉體表面的活性基團或電性與某些帶有兩性基團的小分子或高分子化合物（表面改性劑）進行復合改性，使其表面性質由疏水性變為親水性或由親水性變為疏水性，從而改善粉體粒子表面的浸潤性，增強粉體粒子在介質中的界面相容性，使粒子容易分散在水中或有機化合物中。

粉體改性的目的

表面改性工藝的選擇

不過，表面改性也是有講究的，不是隨便整兩下就萬事大吉。根據表面改性劑和粉體粒子之間有沒有發生化學反應，可以將無機粉體表面改性方法分為表面物理改性和表面化學改性兩大類。其中物理改性可分為物理涂覆、表面活性劑改性、高能表面改性、膠囊化改性等等；化學改性可分為表面沉積法、化學包覆、機械力化學、單體吸附包裹后聚合等等。這么多的改性工藝，該選什么？

目前無機粉體表面改性技術的主要目的，是在保證改性效果的前提下力求降低成本。因此實際生產中，我們應該根據無機粉體的具體情況，如粒度大小、顆粒分布、表面極性、浸潤性、電性、酸堿性以及應用目的和要求等來選擇適當的表面改性劑和相應的改性工藝。但由于無機粉體種類的多樣性以及表面改性劑的不斷更新，無機粉體改性的選擇是越來越多，若不是研究改性的從業人員，很容易會被搞得頭昏腦脹不知方向在何方。不過沒關系，因為這里有一堂課非常的適合你們——

10月24-26日，在廣東珠海將舉辦第六屆“全國粉體檢測與表面修飾技術交流會”，屆時來自中國礦業大學的鄭水林教授將發表題為《粉體表面改性—主要科學與技術問題簡析》的報告，在簡述粉體表面改性基本原理、主要科學與技術問題、改性目的與應用基礎上，結合實際簡析無機粉體的表面改性方法、工藝、改性劑配方及其選擇原則、改性設備及其選擇路徑以及表面改性效果的評價方法等關鍵技術問題。感興趣的話就趕快報名，一起深入研究無機粉體的應用奧秘吧！

報告人簡介：

鄭水林，工學博士，中國礦業大學（北京）教授/博士生導師；中國硅酸鹽學會常務理事、礦物材料分會理事長；中國顆粒學會常務理事、顆粒制備與處理專委會副主任；中國建筑材料聯合會第六屆理事會理事；中國非金屬礦工業協會專家委員會委員。主要研究方向：礦物材料、粉體表面改性、非金屬礦深加工等。主要業績：累計培養畢業研究生100多人（博士生30多人）；出版專著20多本，其中《粉體表面改性》、《非金屬礦加工與應用》《非金屬礦物材料》、《超微粉體加工技術與應用》等多次再版；發表論文500多篇；獲授權發明專利50多項（30余項已轉化應用）；獲省/部級科技一等獎2項、二等獎4項、三等獎1項、優秀圖書一等獎2項以及綠色礦山（2019）突出貢獻獎；科學中國人【2017】年度人物。

珠海粉體檢測會議

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