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隨著陶瓷工業(yè)的不斷進步,高性能與高品質(zhì)的日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、精細陶瓷、多孔陶瓷、超塑性陶瓷以及納米級陶瓷復合材料等應運而生,而其中陶瓷添加劑起著重要的作用。
表面活性劑分子有序組合體表現(xiàn)出多種多樣的實用功能,如乳化、增溶、潤濕、吸附、滲透、 分散、消泡、增稠及潤滑等,被應用于各個工業(yè)領(lǐng)域。它在陶瓷工業(yè)中已用于傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷的生產(chǎn)。制備陶瓷一般有以下過程:粉體制備、粉料混合、成型上釉及燒結(jié),每一步都會影響陶瓷制品的質(zhì)量。表面活性劑可改善超細粉體制備中的團聚、釉料的均勻性以及泥漿的性能等,已成為現(xiàn)代陶瓷工業(yè)主要添加劑。
為了使陶瓷具有某些特殊功能,人們對陶瓷粉體顆粒進行設計,以期賦予顆粒某些物理和化學性能,滿足制備各種性能奇異的陶瓷新材料、新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。陶瓷粉體超細化是高性能陶瓷粉體合成的趨勢,但其巨大的表面能及表面效應易引起團聚現(xiàn)象,而失去優(yōu)勢,通常需對粉體進行表面改性(surface modification)。陶瓷粉體表面改性是指用物理或化學方法對粉體表面進行處理, 有目的地改變粉體表面的物理化學性質(zhì),以有效地防止粉體團聚。改性后因其表面性質(zhì)的變化,其表面晶體結(jié)構(gòu)和官能團、表面能、表面潤濕性、電性、表面吸附及分散性等都將發(fā)生變化,可滿足現(xiàn)代陶瓷材料、工藝及性能的需要。改性方法有包覆法、沉淀反應法、表面化學法和機械力化學法等。
表面化學改性是通過表面活性劑與陶瓷粉體顆粒表面進行化學反應或化學吸附的方式對顆粒表面進行局部包覆使顆粒表面有機化,以完成表面改性。
形狀不規(guī)則或已發(fā)生團聚的SiC粉末經(jīng)表面活性劑處理后,表面活性劑長分子鏈吸附在顆粒表面缺陷及懸空鍵上,加速大顆?;驁F聚顆粒的解體,有益改善SiC顆粒的分散性。
周吉高等用己二酸、硬脂酸對納米氧化鋯陶瓷粉體的表面進行改性實驗,結(jié)果表明:己二酸、 硬脂酸中的羧基(-COOH)與納米氧化鋯顆粒表面的羥基(-OH)發(fā)生了類似于酸和醇的酯化反應,并在其表面形成單分子膜,經(jīng)過表面改性的納米氧化鋯陶瓷粉體由極性轉(zhuǎn)化為非極性。同時由于粉體表面吸附單分子膜后降低了粉體間的相互作用力(包括分子間作用力和機械鉸合力),即降低了粉體流動時的摩擦阻力,從而提高了粉體的流動性。
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