在塑料、橡胶、涂料等高分子材料工业及高聚物复合材料领域中，无机粉体材料这类具有特定功能、特定用途、品种及规格多、附加值高、技术密集的工业产品，是绝不能缺少的重要“主菜”。

特别是在2003年以后，随着生产合成树脂原材料——石油的价格暴涨，以及对高分子材料造成的环境污染的日益关注，来源于自然、又可回归于自然、具有良好环境协调性的、并可以减少高分子材料使用量的无机粉体日益受到人们的高度重视。

无机粉体材料的重要性

比如说更有益于节能减排的绿色轮胎，就需要高分散白炭黑作为添加剂使用，它对改善轮胎的耐磨性、提高轮胎的寿命等方面表现出独特的作用。由于下游绿色轮胎在全球范围内取代传统轮胎的大势已成，因此高分散白炭黑的使用量近年来也是高速增长。

绿色轮胎性能优于传统轮胎/白炭黑产品图

比如说在半导体器件封装领域中，球形硅微粉、氧化铝粉、氮化铝粉等因其高导热、高填充、高流动、低磨损、低应力等特性被大量用于高端半导体器件封装。随着电子产品的小型化，集成度越来越高，电子产品的热管理越来越重要，这些能提供优良导热性能的无机粉体的需求量也日渐攀高。

导热硅脂

除以上两个具有代表性的应用外，无机粉体的重要应用还有很多，如滑石粉可作为塑料填料，提高塑料制品的电绝缘性、抗酸碱性、耐火性等；云母可作为塑料增强填料，提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量；高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用，可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮；石英对热塑性树脂和热同性树脂具有较高的补强作用，并且能提高制品的刚硬度，对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用；金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率，起到光屏蔽剂的作用。赤泥、粉煤灰均为塑料填料，既可消除污染，又可降低成本。

表面改性的必要性

不过这些无机粉体在应用前都有一个必经步骤，就是“表面改性”。由于绝大部分无机粉体材料都是极性或强极性的亲水物质，而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面，彼此相容性差，通常无机粉体材料难以在有机基体中均匀分散，因此如果过多地或者直接将无粉体物材料填充到有机基体中，容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。

因此目前业界都会利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物（表面改性剂）进行复合改性，使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性，从而改善粉体粒子表面的浸润性，增强粉体粒子在介质中的界面相容性，使粒子容易分散在水中或有机化合物中。

粉体改性的目的

表面改性工艺的选择

不过，表面改性也是有讲究的，不是随便整两下就万事大吉。根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应，可以将无机粉体表面改性方法分为表面物理改性和表面化学改性两大类。其中物理改性可分为物理涂覆、表面活性剂改性、高能表面改性、胶囊化改性等等；化学改性可分为表面沉积法、化学包覆、机械力化学、单体吸附包裹后聚合等等。这么多的改性工艺，该选什么？

目前无机粉体表面改性技术的主要目的，是在保证改性效果的前提下力求降低成本。因此实际生产中，我们应该根据无机粉体的具体情况，如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。但由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新，无机粉体改性的选择是越来越多，若不是研究改性的从业人员，很容易会被搞得头昏脑胀不知方向在何方。不过没关系，因为这里有一堂课非常的适合你们——

10月24-26日，在广东珠海将举办第六届“全国粉体检测与表面修饰技术交流会”，届时来自中国矿业大学的郑水林教授将发表题为《粉体表面改性—主要科学与技术问题简析》的报告，在简述粉体表面改性基本原理、主要科学与技术问题、改性目的与应用基础上，结合实际简析无机粉体的表面改性方法、工艺、改性剂配方及其选择原则、改性设备及其选择路径以及表面改性效果的评价方法等关键技术问题。感兴趣的话就赶快报名，一起深入研究无机粉体的应用奥秘吧！

报告人简介：

郑水林，工学博士，中国矿业大学（北京）教授/博士生导师；中国硅酸盐学会常务理事、矿物材料分会理事长；中国颗粒学会常务理事、颗粒制备与处理专委会副主任；中国建筑材料联合会第六届理事会理事；中国非金属矿工业协会专家委员会委员。主要研究方向：矿物材料、粉体表面改性、非金属矿深加工等。主要业绩：累计培养毕业研究生100多人（博士生30多人）；出版专著20多本，其中《粉体表面改性》、《非金属矿加工与应用》《非金属矿物材料》、《超微粉体加工技术与应用》等多次再版；发表论文500多篇；获授权发明专利50多项（30余项已转化应用）；获省/部级科技一等奖2项、二等奖4项、三等奖1项、优秀图书一等奖2项以及绿色矿山（2019）突出贡献奖；科学中国人【2017】年度人物。

珠海粉体检测会议

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