超细粉体改性技术的绿色化成为研发的热点,也是发展的方向。这是北京化工大学教授毋伟在不久前召开的全国非金属矿表面改性技术专题研讨会上发表的见解。
表面改性技术是伴随现代高科技和新材料产业发展起来的关于非金属矿物粉体和其他粉体材料的加工技术。虽然其发展历史不长,但对于相关高聚物复合材料、功能涂料和涂层材料、油墨、化妆品、环保材料、无机复合材料等相关产业的发展及超细粉体和纳米粉体制备技术的发展起着越来越重要的作用。
超细粉体的表面改性是指采用一定的方法对超细粉体的表面进行处理、修饰和加工,有目的地改变超细粉体表面的物理、化学性质,以满足超细粉体加工及应用需要的一门科学技术。因而,超细粉体的表面改性对超细粉体的制备、分散、应用、分离提纯及表征研究等都有十分重要的意义。
毋伟指出,单一的超细粉体在应用过程中往往存在局限性。如碳酸钙在酸性介质中使用会分解;纯粹的二氧化钛在涂料中长期使用会使涂料层变黄;介孔二氧化硅作为吸附剂使用时难以回收,环保效果不明显。超细粉体常用表面改性的方法有表面活性剂改性法、偶联剂改性法、有机低聚物改性法等,这些改性方法虽然工艺简单,但存在着表面改性方法及所用表面改性剂与应用体系联系不紧密、改性针对性不强等问题,影响其效果。
随着我国经济的发展,环境保护和节能减排引起人们的高度重视。在超细粉体表面改性领域应该更加重视环境保护,能用干法表面改性的,就尽量不用湿法;能在水溶剂中进行表面改性的,就尽量不用有机溶剂;能用可生物降解的、绿色表面改性剂就不用有毒的、难以处理的表面改性剂。
毋伟介绍,目前,在化工领域,两种绿色溶剂很受关注。一种是超临界二氧化碳流体,它是介于气态和液态之间的流体状态,具有液体的溶解能力,又具有气体的黏度和扩散系数,可以很好地溶解很多表面改性剂。同时,该体系黏度小,超细粉体可以在其中很好地分散。更重要的是超临界二氧化碳用作溶剂时,很容易通过蒸发的方法成为气体被回收,再重新作为溶剂循环使用。以其作为溶剂取代当前工业有机溶剂,可减少以致杜绝挥发性有机溶剂的排放。另一种为离子液体,它的优点是有高的热稳定性和化学稳定性,几乎没有蒸气压,不挥发、无色、无味、毒性小。另外,它还具有超强的溶解能力,可溶解各种有机物和无机物,且易于与其他物质分离,可循环使用,是一种绿色的替代溶剂。
表面改性技术是伴随现代高科技和新材料产业发展起来的关于非金属矿物粉体和其他粉体材料的加工技术。虽然其发展历史不长,但对于相关高聚物复合材料、功能涂料和涂层材料、油墨、化妆品、环保材料、无机复合材料等相关产业的发展及超细粉体和纳米粉体制备技术的发展起着越来越重要的作用。
超细粉体的表面改性是指采用一定的方法对超细粉体的表面进行处理、修饰和加工,有目的地改变超细粉体表面的物理、化学性质,以满足超细粉体加工及应用需要的一门科学技术。因而,超细粉体的表面改性对超细粉体的制备、分散、应用、分离提纯及表征研究等都有十分重要的意义。
毋伟指出,单一的超细粉体在应用过程中往往存在局限性。如碳酸钙在酸性介质中使用会分解;纯粹的二氧化钛在涂料中长期使用会使涂料层变黄;介孔二氧化硅作为吸附剂使用时难以回收,环保效果不明显。超细粉体常用表面改性的方法有表面活性剂改性法、偶联剂改性法、有机低聚物改性法等,这些改性方法虽然工艺简单,但存在着表面改性方法及所用表面改性剂与应用体系联系不紧密、改性针对性不强等问题,影响其效果。
随着我国经济的发展,环境保护和节能减排引起人们的高度重视。在超细粉体表面改性领域应该更加重视环境保护,能用干法表面改性的,就尽量不用湿法;能在水溶剂中进行表面改性的,就尽量不用有机溶剂;能用可生物降解的、绿色表面改性剂就不用有毒的、难以处理的表面改性剂。
毋伟介绍,目前,在化工领域,两种绿色溶剂很受关注。一种是超临界二氧化碳流体,它是介于气态和液态之间的流体状态,具有液体的溶解能力,又具有气体的黏度和扩散系数,可以很好地溶解很多表面改性剂。同时,该体系黏度小,超细粉体可以在其中很好地分散。更重要的是超临界二氧化碳用作溶剂时,很容易通过蒸发的方法成为气体被回收,再重新作为溶剂循环使用。以其作为溶剂取代当前工业有机溶剂,可减少以致杜绝挥发性有机溶剂的排放。另一种为离子液体,它的优点是有高的热稳定性和化学稳定性,几乎没有蒸气压,不挥发、无色、无味、毒性小。另外,它还具有超强的溶解能力,可溶解各种有机物和无机物,且易于与其他物质分离,可循环使用,是一种绿色的替代溶剂。