等離子體活化無機粉體

隨著無機粉體應用領域的拓寬，對其性能的要求（qiú）越來越高，各種改性技術應運而（ér）生，以求改善（shàn）其表麵化學性質，如改變粉體表麵結構、改善粉體的分散性（xìng）和潤濕性、親水性、表麵能等（děng），提高其工作性能和效率。

無機粉體表麵處理的目的主要是抑（yì）製（zhì）其團聚，增加其在聚合物中的分散性和相（xiàng）容性。利用無（wú）機粉體與聚合物形成複合材料（liào）可以（yǐ）賦予體係更好的力學、光學、電學等性能，被越來越多地用於電子、生物、膜分離、催化、航天航空等高技術領域，傳統的濕法表麵改性存在工藝複雜，環境友好性差等不足。在（zài）眾多改性方法中，低溫等離子體表麵（miàn）活化技術由於（yú）其工藝簡（jiǎn）單，無需溶劑、節能高效等特點成為粉體處理的最熱門研究技術之一。

等離子表麵活化對粉體有哪些處理效果？

1、改變粉體表麵結構

等離子體處理粉體表麵（miàn）後，使其結構會發生明（míng）顯變化。研究者（zhě）采用放電氣壓 16Pa、放電功率 55W 的條件下，用丙烯酸等離子體對TiO2納米顆粒表麵處（chù）理2h，通過透射電鏡（jìng）對處理前後的TiO2納米顆粒進行（háng）分析時發（fā）現，經改性處理的 TiO2粉體表麵生成了一（yī）層結合緊密的有機物，其厚度（dù）為3～5nm，表明通過等離子體聚合在 TiO2粉體的表麵沉積了丙烯酸薄膜。

丙烯酸等（děng）離子體活化處理（lǐ）後TiO2納米顆粒（lì）應用於光催化（huà）

研究者利用吡咯等離子體在放電氣壓 25Pa、放電功率（lǜ） 10W 的條件下，對Al2O3納米顆粒處理24min。從 HRTEM 照片中能夠清晰地（dì）看到，在不（bú）同尺寸Al2O3納米顆粒上的超薄吡咯薄膜，其（qí）厚（hòu）度大約為 2nm，均勻（yún）並具有典型的非晶結（jié）構。

2、改善（shàn）粉體（tǐ）表麵潤濕性

無機粉體表麵通常含（hán）有親水性較強的羥基（jī），呈現較（jiào）強的堿性。其親水疏（shū）油的性質使粉體與有機基體（tǐ）的親和性差。為了改善二者之間的相容性，可對粉體進行表麵改性。 粉（fěn）體經（jīng）等離子體處理後（hòu），其表麵將生成一層有機包覆層，導致表麵潤濕性發（fā）生變化（huà）。

例如經過等離（lí）子體處理後的碳酸鈣粉體表麵接觸角明（míng）顯增大，改性後的碳酸（suān）鈣粉體表麵性質由親水性向親（qīn）油性轉變。采用不同的等離（lí）子體（tǐ）（甲基丙烯酸酯、丙烯胺、環乙胺、苯乙烯）活化（huà）處理的碳酸鈣粉體接觸角有較大（dà）差（chà）別（bié），如下表所示：

在絲網印刷技術中，製（zhì）備電子漿料采用的超細粉體一般是無機粉體，其表麵積大，極易發（fā）生團聚形成大的二次顆粒，在（zài）有機載體中（zhōng）難於分散。這將對漿料的（de）印刷性能以及製備的電子元器件性能產生不利影響。采用六甲基二矽氧烷作為（wéi）等離子聚合單體對玻璃粉體進行表麵改性，在粉體表（biǎo）麵聚合形成（chéng）了低表麵能的聚合物，使表麵疏水性（xìng）增強。當形成的聚（jù）合物完全覆蓋粉體表麵時，接觸角達（dá）到最大，通（tōng）過改（gǎi）變粉（fěn）體表麵包覆的聚合物的數量，改變或控製粉體的表麵能，改善其在有（yǒu）機載體中的分散性能。

3、改（gǎi）善粉體分散性

采用低溫等（děng）離子體對無（wú）機粉體進行表麵活化, 通過（guò）反（fǎn）應在其表麵形成聚合物層，這樣可以降低（dī）粉體的表麵（miàn）能，減小團聚生成（chéng）的傾向。同時（shí）聚（jù）合物層還可（kě）以增加粉體與有機高（gāo）聚物的相容性，從而改善了粉體在其中的分散性能（néng）。

例如製備氧化鋯陶瓷工藝工程（chéng）中，對超細ZrO2粉體進行低溫等離子體改性處理，使ZrO2粉體表麵聚合了聚乙烯、聚苯乙烯以及聚甲基丙烯酸甲酯等不同的聚合（hé）物層，該聚合物膜的形成能夠顯著改善 ZrO2粉體的分散（sàn）性。

低溫等離子體技術具有工藝簡單、高效快（kuài）速、節能環保等特點（diǎn），是一種“綠色”特征明顯的（de）粉體表麵處理技術，開發潛力巨大，應用前景廣（guǎng）闊。目前，等離子體處理和等離（lí）子體聚合相結合的技術（shù）是很有前途的表麵處理方法。

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