对填料进行表面改性的方法选择？
目前，造纸颜填料主要的改性方法有以下几种：
1、疏水性高分子改性
通常情况下施胶和加填均对成纸强度有负面影响，填料的表面疏水改性可以将施胶和加填合二为一，从而缓解两者对纸张强度的影响程度。
采用碱沉淀法将壳聚糖用于沉淀碳酸钙（PCC）的有机覆膜改性，经改性后，加填浆料的滤水性能略有改善，溶解性也有所变化，加填纸的抗张指数得到显著提高。
2、水溶性高分子改性
淀粉是一种常用的造纸化学品，在填料改性中淀粉可以单独使用，利用发生溶胀并达到平衡凝胶状的淀粉颗粒包覆填料粒子，可提高纸页的强度性能。
3、表面活性剂改性
硫酸钙晶须用作造纸填料，具有高白度、低磨耗的优点，但溶解度较高。采用硬脂酸改性硫酸钙晶须，硬脂酸可与硫酸钙晶须形成化学吸附，晶须电导率明显降低，从而有效地抑制了其溶解性。
4、无机改性
碳酸钙的一大缺陷就是其不耐酸性，即在酸性介质下易于分解，从而限制了其在酸性或近中性造纸中的应用。
5、功能性改性
造纸填料的功能性改性目的是以赋予填料高pH值适应性、高留着率、高折射率、高吸油值及抗菌等特点为主，其中预絮聚处理改性可以使碳酸钙填料在高分子聚合物的保护下不受造纸过程中弱酸性条件的影响，从而大大扩展其应用范围，因此成为研究热点。
6、中空核壳改性
与传统的填料相比，中空填料可以散射更多的光线，因此可以使纸张具有更高的白度、不透明度以及松厚度，印刷适应性也更好。
无机填料无论是盐、氧化物，还是金属填料，都属于极性的物质，当它们分散于极性极小的有机高分子树脂中时，因极性的差别，造成两者相容性不好，从而对填充塑料的加工性能和制品的使用性能带来不良影响。因此对无机填料表面进行处理，通过化学反应或物理方法使其表面极性接近所填充的高分子树脂，改善其相容性是十分必要的。填料表面处理的作用机理基本上有两种类型。一是表面物理作用，包括表面涂覆（或称为包覆）和表面吸附；二是表面化学作用，包括表面取代、水解、聚合和接枝等。前一类填料表面与处理剂的结合是分子间作用力，后一类填料表面与处理剂通过化学反应相结合。一般来说，填料比表面积大，表面官能团反应活性高，密度大，而且选用的表面处理剂和填料表面官能团反应活性高，空间位阻小，表面处理温度适宜，则填料表面处理以化学反应为主，反之以物理作用为主。实际上绝大多数填料表面处理过程中两种机理都同时存在。对一指定的填料来说，若采用表面活性剂、长链有机酸盐、高沸点链烃等为表面处理剂，则处理主要是通过表面涂覆或表面吸附的物理作用进行。若采用偶联剂、长链有机酰氯或氧磷酰氯，金属有机烷氧化合物及环氧化合物等为表面处理剂，则处理主要通过表面化学作用来进行。
填料的表面处理（改性）与很多学科相关，完全可以说，填料表面改性是填料加工工程与表面科学及其它众多学科相关的边缘学科。粒径微细化、表面活性化、晶体结构精细化被认为是未来无机填料发展的三大方向。但是，现今这"三化"的处理工艺是独立设置的，今后将发展"复合"处理工艺，即将粒径微细化（即超细粉碎）、表面活性化（即表面改性）、晶体结构精细化组合进行，在同一工艺设备中达到几种目的。
根据所使用的处理设备和处理过程的不同，填料表面处理方法可分为干法、湿法、气相法、加工过程处理法及其它表面改性方法，这里只介绍干、湿法和其它表面改性方法
1、改性目的
矿物填料例如碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土等因为具有独特的物理化学性质，能改善聚合物的力学性能、加工性能和热性能等，其作用主要是增量、增强和赋予新的功能。但是，由于矿物填料与高聚物相容性不好，如果直接添加，会造成分散不均，而且粒径大者还会成为聚合物中的应力集中点，成为材料的薄弱环节，这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量，而且还严重影响制品性能，所以通过矿物填料进行表面改性，可以改变矿物填料表面原有的性质
(亲油性、吸油率、浸润性、混合物粘度等)，改善矿物填料与聚合物的亲合性、相容性，以及加工流动性、分散性，还可以提高填料与聚合物相界面间的结合力，使复合材料的综合性能得到显著的提高，从而使非功能的无机填料转变为功能性填料。
2、改性方法
填料的表面改性方法分类主要由表面包覆改性法、表面化学改性法、机械力化学改性法、沉淀反应改性法、微胶囊改性法和高能表面改性法等。这类分类方法很直观，但随着表面改性技术的发展，不同方法的交互作用越来越繁杂。因此将其概括地分为物理法、化学法和机械力化学方法。
2.1 物理法
凡是不用表面改性剂而对矿物填料实施表面改性的方法，都可归于物理法。例如高聚物包敷改性和高能改性方法等。包敷改性是借助粘附力用高聚物或树脂等对矿物填料进行包覆改性的方法。如用PEG包覆硅灰石，将此改性硅灰石填充PP，能有效地提高PP的缺口冲击强度和低温性能。高能表面改性是利用等离子体、电晕放电、紫外线等手段对矿物进行表面改性的方法。
通过高能辐照碳酸钙表面，接上乙烯基单体形成一层有机膜。该有机膜改善了HDPE和CaCO3之间的相容性，改性后体系的拉伸强度和冲击韧性有明显的提高，加工流变性能也有所改善，其熔体粘度低，温度敏感性好。这种方法改性效果好，填料表面生成的有机膜具有高度均匀、致密、与基体粘附强等优点。这是别的表面改性方法所无法达到的，但该工艺复杂、成本高。
2.2 化学法
利用各种表面改性剂或化学反应而对矿物填料进行表面改性的方法通称为化学法。表面改性剂分子一端为极性基团，能与矿物填料表面发生物理吸附或化学反应而连接在一起，而另一端的亲油性基团与基体树脂形成物理缠绕或化学反应。结果，表面改性剂在矿物填料和高聚物之间架起一座“分子桥”，将极性不同、相容性很差的两种物质偶联起来，从而增强了高聚物基体和矿物填料之间的相互作用，改善制品性能。
表面化学改性常用的表面改性剂主要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、有机铬偶联剂、高级脂肪酸及其盐、有机铵盐及其他各种类型表面活性剂、磷酸酯、不饱和有机酸等。具体选用时要综合考虑粉体的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理工艺以及表面改性剂的成本等因素。
2.3 机械力化学改性
机械力化学改性指的是通过粉碎、磨碎、磨擦等机械方法，使矿物晶格结构、晶型等发生变化，体系内能增大，温度升高，促使粒子熔解、热分解、产生游离基或离子，增强矿物表面活性，促使矿物和其它物质发生化学反应或相互附着，达到表面改性目的的改性方法。
机械力化学改性有两层含义：第一，利用矿物超细粉碎过程中机械应力的作用激活矿物表面，使表面晶体结构与物理化学性质发生变化，从而实现改性，满足应用需要;第二，利用机械应力对表面的激活作用和由此产生的离子和游离基，引发单体烯烃类有机物聚合，或使偶联剂等表面改性剂高效附着而实现改性。通常说的机械力化学改性一般指第二层含义。利用机械力化学改性方法，可以对填料进行表面改性、表面接枝改性和粒-粒包覆改性。
3、表面改性案例
目前填料改性主要是应用偶联剂处理其表面，因为偶联剂的分子中通常含有几类性质和作用不同的基团，其功能是改善填料与聚合物之间的相容性，从而增强填充复合体系中组分界面之间的相互作用。偶联剂的选择应考虑填料表面结构、性质，偶联剂酸碱性、中心原子的电负性、几何结构和空间位阻等;偶联剂种类主要有硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、铝钛复合类、硼酸酯类、稀土类等。
用钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯对滑石粉表面改性，几种偶联剂对滑石粉都起到了活化的作用(增大了与谁的接触角，提高了活化率)，但不同细度的滑石粉对偶联剂的适用也不一样。对1000目和1250目的滑石粉1.6%的钛酸酯的改性效果较好;对更细的滑石粉(2200目)，则用1.2%硼酸酯的改性效果较好;而铝酸酯的改性效果对较粗的滑石粉效果次于钛酸酯，对细的产品则改性效果较差。
有研究表面，不同性能的偶联剂对滑石粉填充PP的力学性能(见表1)影响较大，其中硅烷最好，钛酸酯次之，铝酸酯较差，而且影响的幅度远远超过偶联剂对碳酸钙的影响。造成这种差异的原因主要在于粉体的结构不同，滑石粉在改性过程中，由于粉体间的摩擦，滑石粉可以沿解理面剥离，而产生新的表面，导致活化不完全，另一方面偶联剂中心原子不同对改性结果也产生了重要影响。
目前改善调料-树脂界面结构、提高填充复合体系性能的主要途径是改变填料的表面性能，使其和树脂具有较好的相容性，改善填料表面性能的方法很多，如采用低分子偶联剂、表面活性剂等。然而，由于偶联剂与聚合物和填料之间使非化学键结合，所以易在加工过程中脱落而失去偶合作用。而且这类改性方法往往使填充体系的某些性能下降，而填料表面聚合改性是提高填料与基本树脂黏合性有效手段。
造纸填料的改性方法
答：目前，造纸颜填料主要的改性方法有以下几种：1、疏水性高分子改性 通常情况下施胶和加填均对成纸强度有负面影响，填料的表面疏水改性可以将施胶和加填合二为一，从而缓解两者对纸张强度的影响程度。采用碱沉淀法将壳聚糖用于...
表面改性方法
答：除利用表面官能团改性外，这种方法还包括利用游离基反应、螯合反应、溶胶吸附以及偶联剂处理等进行表面改性。表面化学包覆改性所用的表面改性剂种类很多，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、高级脂肪酸及...
滑石粉表面改性方法有哪些?粉体改性剂的作用是什么?
答：2.2改性方法目前,在超细粉体表面改性中主要有以下几种方法2,3:(1)表面覆盖改性方法:将表面活性剂覆盖于粒子表面,赋予粒子表面新的性质。这种方法是将表面活性剂或偶联剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合,使粒子表面由亲水变为疏水,...
硅灰石表面改性方法及工艺有哪些?
答：1、硅烷偶联改性硅烷偶联改性是硅灰石粉体常用的表面改性方法之一。一般采用干法改性工艺，偶联剂的用量与要求的覆盖率及粉体的比表面积有关。用氨基硅烷处理硅灰石时，用量为硅灰石重量的0.5%左右；甲基丙烯含氧硅烷的用量为...
填料表面处理的作用和方法?
答：因此对无机填料表面进行处理，通过化学反应或物理方法使其表面极性接近所填充的高分子树脂，改善其相容性是十分必要的。填料表面处理的作用机理基本上有两种类型。一是表面物理作用，包括表面涂覆（或称为包覆）和表面吸附；二是...
纳米碳酸钙表面改性工艺有哪些?表面改性的必要性有哪些?
答：采用聚合物对碳酸钙进行表面改性，可以改进碳酸钙在有机相中的稳定性。这些聚合物包括低聚物、高聚物和水溶性高分子，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚马来酸、聚丙烯酸、烷氧基苯乙烯-苯乙烯磺酸的共聚物...
塑料改性的技术方法
答：塑料改性常用的方法有以下几种：1、添加改性(1)添加小分子无机物或有机物在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物，通过物理或化学作用，以取得某种预期性能的一种改性方法。这种方法是最早的一种改性方法，它改性效果...
如何对高岭土表面改性?
答：OH基在一定条件下能与其它物质形成化学键或被其它基团取代的原理,对高岭土表面进行处理的一种方法。经化学接枝处理的高岭土能极大地提高填料的性能,可根据需要选择合适的接枝体和不同的改性条件,...
无机填料表面疏水化改性可以达到哪些效果
答：1、疏水性增强：无机填料的表面疏水化改性可以使其表面变得更加疏水，降低与水的接触角，水滴在其表面形成较高的接触角，从而减少与水的接触面积，使水滴在表面上形成球状，具有较强的自洁性和抗污性。2、自洁性提升：通过...
...的矿物粉体填料有哪些?并举一例说明在表面改性对复合材料性能的影响...
答：表面改性，在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。表面改性的方法有很多报道，大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。
