【文章內(nèi)容簡介】 劍麻纖維（SF）因具有較高的比強度和比模量而成為樹脂基體較好的天然纖維增強材料，適用于制備成本低、比模量高和耐沖擊的纖維/樹脂復合材料。國內(nèi)常用馬來酸酐接枝聚丙烯或有機硅烷為界面相容劑，來提高SF/PP復合材料的力學性能，表面改性可以提高纖維與PP基體的黏合性。使SF/PP復合材料的力學性能和流動性能提高，吸水率下降【1】。羥基磷灰石因為與人體骨組織中的無機組分相近而被廣泛應(yīng)用于有機/ 無機復合物中。但是, HAP 表面具有親水性, 大多數(shù)應(yīng)用于骨修復的有機材料具有疏水性, 兩者的極性差異導致了界面相容性下降, 進而降低復合物的力學性能?？朔@一困難最常用的方法就是對HAP 表面改性, 它一方面可以增強復合物的力學性能, 另一方面可以使HAP 在基體間均勻分散,有利于復合物的蛋白質(zhì)和細胞吸附。采用AT RP 法在HAP 表面接枝上PMMA, 隨著接枝含量的增加, 改性HA P 顆粒在水溶液中的分散性增加, 并以BSA 和LSZ 兩種蛋白測定了HAP 以及改性粒子對蛋白質(zhì)的吸附和釋放。在吸附過程中, 改性gHAP 比納米HAP 的單位質(zhì)量蛋白質(zhì)吸附量大, 表明HAP 表面接枝疏水性聚合物可以增加蛋白質(zhì)吸附性能。在釋放過程中, 改性后BSA 的釋放速率也比HAP 快【2】。 對片狀鋅粉分散穩(wěn)定性的影響采用物理化學法，將實驗室自制鋅粉分別添加鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和十二烷基苯磺酸鈉進行表面改性，利用沉降法測試高度研究改性前后鋅粉的分散穩(wěn)定性。結(jié)果表明，不同種類、不同濃度的表面改性劑對鋅粉的分散穩(wěn)定性有較大的影響；其中，經(jīng)1．0％鈦酸酯偶聯(lián)劑改性后鋅粉的分散穩(wěn)定性有了明顯的改 善，與進口粉的分散穩(wěn)定性接近【3】。 納米CeO2的表面改性由于納米CeO2顆粒比表面積大、表面活性高，在使用過程中極易發(fā)生次生團聚，分散穩(wěn)定性變差，影響其所具備的特性功能，因此如何改善顆粒在水相介質(zhì)中的分散和穩(wěn)定是關(guān)鍵。納米CeO2表面改性的效果用顆粒在水介質(zhì)中的粒度分布及zeta 電位進行評價，平均粒徑越小、粒度分布越窄，穩(wěn)定性越高，表明改性效果越好。工藝條件： 1)改性劑質(zhì)量濃度60 g /L、改性溫度25 ℃、改性時間4 h、攪拌速率150 r /min，pH 9 ～ 11 的工藝條件下，制備得顆粒粒度均勻、在水介質(zhì)中基本達到單分散的納米CeO2分散液【4】。 納米磁種材料表面改性超導磁分離水處理技術(shù)基本的原理是，先在水中加入磁種材料，利用磁種表面上的活性基團吸附水中污染物，然后通過超導磁體產(chǎn)生的強磁場實現(xiàn)其分離。顯然，實現(xiàn)超導磁分離水處理的核心是磁種材料。針對不同水源，水中污染物的成分譜，需要研制出適合的磁種，以保證能夠吸附各種污染物。對幾種醫(yī)藥化工及電鍍廢水處理實驗表明，平均去除率可達90%以上【5】。 透明光學材料的表面改性技術(shù)如今透明光學材料正朝著在增透、防霧、高硬度的方向發(fā)展，同時該技術(shù)也是國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的熱門課題。目前最為經(jīng)濟合理的防霧方法就是在玻璃上涂沫一層親水物質(zhì)，經(jīng)烘干后得到牢固、穩(wěn)定的防霧膜。經(jīng)研究表明，以SiOSi網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為前體物的水溶膠中加入具有乙烯基雙鍵的丙烯酸類親水材料，既能保證膜層具有良好的親水性和透光率，又能保證膜層與基片連接牢固。在保證膜層增透、高硬度的同時，還保證了光學鏡片的防霧功能【6】。 半導體制造用碳化硅粉體偶聯(lián)劑表面改性在半導體制造工程領(lǐng)域，許多工程都在使用SiC 陶瓷。然而經(jīng)機械粉碎后的SiC 粉體很難實現(xiàn)超細尺度范圍內(nèi)顆粒之間的均勻分散以及燒結(jié)過程中與基體的相容性，進而影響陶瓷材料性能的提高[1]。加入表面改性劑，是提高超細粉體成型性能以及制品最終性能的有效方法之一，可改善SiC 粉體的分散性、流動性，消除團聚。SiC 微粉的表面改性方法主要有酸洗提純法、無機改性法和有機改性法等，其中有機改性法是目前主要采用的方法【7】。 納米二氧化鈦的表面改性研究三乙醇胺與其他兩種表面活性劑混合使用較單種表面活性劑處理后的納米二氧化鈦其分散效果會更好。分散納米二氧化鈦效果最佳的表面活性劑為三乙醇胺與十二烷基硫酸鈉的混合物(質(zhì)量比為2：1)，表面活性劑總用量為30％(質(zhì)量分數(shù))，采用攪拌和超聲時間都為15 min，納米二氧化鈦的初始沉降時間為2．5 h，完全沉降時間大于120 h。納米TiO 粒徑小，表面能高，呈現(xiàn)強極性，處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，極易團聚，粒子間很容易粘結(jié)在一起，很難均勻分散，大大影響了納米材料優(yōu)勢的發(fā)揮。以運城鹽湖高鎂鹵水為原料，通過鹵水石灰法聯(lián)產(chǎn)氫氧化鎂和碳酸鈣，工藝簡單可行，最關(guān)鍵是利用灘田日曬處理低濃度的氯化鈉母液，不但省掉昂貴的蒸發(fā)器設(shè)備投資，節(jié)約蒸發(fā)能耗，大大降低生產(chǎn)成本，而且使整個工藝流程較原鹵水石灰法生產(chǎn)氫氧化鎂和氯化鈣更完善、更合理，較一般工業(yè)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工序更簡單，是一條值得推廣的生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的工藝路線【8】。 納米無機粉體的表面改性處理納米材料分為納米粉體材料、納米固體材料、納米組裝體系三類。納米粉體材料是納米材料中最基本的一類。納米粉體也叫納米顆粒，一般指尺寸在1～lOOnm之間的超細粒子。納米顆粒的形態(tài)有球形、板狀、棒狀、角狀、海綿狀等，制成納米顆粒的成分可以是金屬，可以是氧化物，還可以是其他各種化合物【9】。 鋁酸酯對電氣石的表面改性及其表征電氣石是一種優(yōu)良的功能環(huán)境材料，用于室內(nèi)涂料和家具、電器等的涂層材料等，產(chǎn)生的負離子能凈化室內(nèi)空氣；此外，隨著溫度的變化，礦物結(jié)晶體兩端產(chǎn)生電壓，其極性離子在乎衡位置振動引起偶極距變化而產(chǎn)生遠紅外電磁輻射，可使人體產(chǎn)生熱效應(yīng)和共振吸收效應(yīng)，對人體具有保健作用。電氣石微粉與聚合物表面性能差異較大，難以直接牢固結(jié)合，在非極性聚合物中分散穩(wěn)定性差，導致材料的力學性能下降，從而影響其整體綜合性能。故需要對電氣石的表面進行有機化改性，改性方法以苯為溶劑，鋁酸酯的用量為電氣石的1．5％，70~(2下攪拌0．5 h，可使改性電氣石的活化指數(shù)達到97％；所得鋁酸酯改性電氣石表面具有較強的水特性，而沒有影響其晶體結(jié)構(gòu)【10】。 硅烷偶聯(lián)劑對龍巖高嶺土表面改性在我國高嶺土原料豐富且在加工過程中具有工藝簡單、成本低廉等特點，是聚合物常用的無機礦物填料之一，但由于本身表面親水具有很強的極性，填充聚合物時難以分散均勻、易發(fā)生自身團聚而產(chǎn)生相分離，一定程度上降低了聚合物的力學機械性能，必須對其進行表面改性，改性的最佳實驗條件為：偶聯(lián)劑用量為2％左右，改性pH在8—1O，改性溫度為60℃，反應(yīng)時間40 min。高嶺土經(jīng)過活化處理后，在液體石蠟中的分散性和穩(wěn)定性均得到明顯提高；偶聯(lián)劑與高嶺土之間以化學鍵合作用為主【18】。3材料表面改性的研究進展 超細無機粉體材料超細無機粉體在塑料、橡膠、油漆、涂料、油墨等領(lǐng)域作為填料廣泛使用?？刹捎酶鞣N方法對超細無機粉體進行表面有機化改性, 以降低其表面極性和比表面能, 從而減少粒子間的團聚現(xiàn)象, 提高粉體與有機高聚物之間的親和性, 改善粉體在有機高聚物本體內(nèi)的分散性。表面改性方法很多, 無論采用哪種方法, 在考慮處理效果的同時也要考慮處理費用、填充量以及材料某些特殊功能所帶來的綜合經(jīng)濟效益。超細無機粉體的表面改性是與應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的技術(shù), 國內(nèi)超細無機粉體表面改性技術(shù)發(fā)展的推動力來自應(yīng)用或市場【11】。 金屬粉體表面改性綜述粉體表面改性的原理及相關(guān)理論是表面改性技術(shù)的基礎(chǔ)。它涉及到粉體的表面性質(zhì)，粉體的表面與表面改性劑的作用機理，如吸附或化學反應(yīng)的類型，作用力或鍵合力的強弱，熱力學性質(zhì)的變化等等。對粉體進行表面改性，可以賦予粒子諸多優(yōu)異性能，是提高粉體性能的有效途徑。金屬粉體的表面改性具有以下幾點意義：(1)改善粉體在水或有機介質(zhì)中的潤濕性或分散性。(2)根據(jù)實際的應(yīng)用需求，強化或減弱粉體在某些方面的性質(zhì)。(3)金屬粉體經(jīng)過改性后，與基體間有較強的親和力和相容性，生 成的復合材料性能更佳【12】。 鑄造鋁合金表面改性鑄造鋁合金是鋁合金家族中用途較廣的一種，耐腐蝕、耐磨性能較低是其缺點。表面改性是提高其耐腐蝕性能及耐磨性能的主要方法之一目前，為改善鑄造鋁合金耐腐蝕耐磨性能而采用的表面改性方法主要有：微弧氧化法、激光表面處理法、化學鍍、電鍍法以及陽極氧化法。應(yīng)繼續(xù)著力對鑄造鋁合金的表面耐磨性能、抗腐蝕性能進行研究，從新技術(shù)、新工藝如表面納米強化、表面復合物強化方面對鑄造鋁合金進行改性，才能使鑄造鋁合金的應(yīng)用提高到一個新的高度【13】。 PET表面改性研究聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有優(yōu)異的機械性能和良好化學穩(wěn)定性及衛(wèi)生性_1 J，在紡織、包裝、農(nóng)業(yè)及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。但是由于PET大分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度較高，且分子中無強極性基團，故其表面親和性較差，因此很大程度上影響了PET材料的表面親水性、印刷性、染色性以及血液相容性等性能。PET表面改性方法主要有：化學接枝改性、紫外光輻照接枝改性、高能射線輻照接枝改性、等離子體處理接枝改性以及臭氧氧化改性等；通過PET表面改性，可以改善PET的親水性、抗靜電性、粘附性和生物相容性等性能；目前PET表面改性多采用在PET表面進行化學接枝的方法【14】。氫氧化鎂作為阻燃助劑時，存在易團聚、分散性差、相容性差等問題，因此，改善其表面性質(zhì)是研究的重要課題。目前，氫氧化鎂的改性方法主要是表面化學改性和膠囊化改性。主要的表面改性方法是干法和濕法。其中，濕法改性工藝雖稍顯復 雜，但效果好，成本低，使用廣泛。一步微乳液懸浮聚合法和水浴加熱法等方法為氫氧化鎂的改性研究提出了新的思路。開發(fā)氫氧化鎂制備與改性同步完成工藝、聚合氫氧化鎂／復合材料工業(yè)生產(chǎn)裝置等，將成為未來氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品研究的發(fā)展方向【16】。4 結(jié)論目前的表面改性技術(shù)已經(jīng)逐漸趨于成熟但還未達到我們的期望。表面改性的發(fā)展趨勢是：在現(xiàn)有的表面改性的基礎(chǔ)上、通過技術(shù)進步降低生產(chǎn)成本，尤其是各種偶聯(lián)劑的成本；同時運用先進化學、高分子、生化和化工科學技術(shù)和計算機技術(shù)，研究開發(fā)應(yīng)用性能好、成本低、在某些應(yīng)用領(lǐng)域有專門性能或特殊功能并能與粉體表面和基質(zhì)材料形成牢固作用的新型表面改性劑。文獻：【1】劉婷，陸紹榮，王一靚，張晨曦，黃志義 表面改性劑對SF/PP復合材料性能的影響 【2】王 巖, 肖艷, 郎美東 華東理工大學材料科學與工程學院 表面改性對羥基磷灰石蛋白吸附的影響【3】白艷霞 趙麥群 金文蜂 趙 陽 王婭輝 榆林學院化工學院榆林 西安理工大學材料學與工程學院西安 表面改性對片狀鋅粉分散穩(wěn)定性的影響 【4】王明軒 曾曉飛 沈志剛 陳建峰北京化工大學納米材料先進制備技術(shù)與應(yīng)用科學教育部 納米CeO2的表面改性及其在水介質(zhì)中的分散性能【5】陳顯利 田野 張浩 楊慧慧 吳敏 東北大學工商管理學院 沈陽水務(wù)集團有限公司水業(yè)技術(shù)研發(fā)中心 中國科學院理化技術(shù)研究所 納米磁種材料表面改性及其水吸附性能【6】李 堅，劉佳一，張陽德 一種新型納米增透防霧膜對光學鏡片的表面改性【7】鐵生年，李星 青海大學非金屬材料研究所 半導體制造用碳化硅粉體偶聯(lián)劑表面改性【8】郝喜海，李慧敏，李菲，史翠平，孫淼 湖南工業(yè)大學包裝新材料與技術(shù)重點實驗室 湖南工業(yè)大學包裝與材料工程學院 納米二氧化鈦的表面改性研究【9】章斌 淺談納米無機粉體的表面改性【10】胡應(yīng)模，熊佩，楊雪，邊靜，朱建華，王清嶺 中國地質(zhì)大學材料科學與5程學院 鋁酸酯對電氣石的表面改性及其表征【11】史春薇 姚娟娟 遼寧石油化工大學 南京金渤島科貿(mào)有限公司 超細無機粉體材料表面改性研究