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>>粉體改性機產(chǎn)品特點
粉體等離子處理系統(tǒng),觸摸電腦+PLC多步流程全自動控制,全電路檢測,用于各種粉末表面活化及親水、拒水接枝處理,替代化學(xué)處理，應(yīng)用于顏料、精細(xì)化工、磁性材料、電子半導(dǎo)體等行業(yè)。
等離子體作為物質(zhì)的除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四態(tài)，在材料表面改性得到廣泛的研究和應(yīng)用。相對于其他改性方法，等離子體技術(shù)對材料改性具有工藝簡單、操作方便、加工速度快、處理效果好、環(huán)境污染小、節(jié)能的優(yōu)點，并可以得到傳統(tǒng)化學(xué)方法難以達到的處理效果。下面小編介紹等離子體技術(shù)在無機粉體表面改性方面的應(yīng)用。
一、等離子體改性設(shè)備概述
等離子體作為物質(zhì)的第四態(tài)，是氣體部分或*電離產(chǎn)生的非凝聚體系，一般都包含自由電子、離子、自由基和中性粒子等，體系內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)量相等，宏觀上呈電中性。根據(jù)粒子溫度的差異，可分為熱平衡等離子體或熱等離子體（thermal plasma）和非平衡等離子體或低溫等離子體（non-thermal plasma）。
等離子體射流
目前，在無機粉體改性領(lǐng)域應(yīng)用較多的是低溫等離子體。低溫等離子體對無機粉體表面改性方法通常有等離子體處理、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積和等離子體引發(fā)的接枝聚合等。
1、等離子體處理
等離子體處理是指非聚合性氣體（非反應(yīng)性氣體如He、Ar等和反應(yīng)性氣體如O2、CO2、NH3等）的等離子體對粉體顆粒表面的物理的或化學(xué)的作用過程。處理中，等離子體中的自由基、電子等高能態(tài)粒子與粉體顆粒的表面作用，通過刻蝕與沉積作用發(fā)生降解和交聯(lián)等反應(yīng)，在粉體顆粒表面產(chǎn)生極性基團、自由基等活性基團，從而可實現(xiàn)其親水化等處理。
2、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積
等離子體輔助化學(xué)氣相沉積是指首先通過等離子體表面活化引入活性基團，然后在粉體顆粒表面構(gòu)建新的表層或形成薄膜。
3、等離子體接枝聚合
等離子體接枝聚合是先對粉體顆粒進行等離子體處理，利用表面產(chǎn)生的活性自由基引發(fā)烯類單體在材料表面進行接枝聚合。相比材料表面引入的單官能團，接枝鏈化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可使材料表面具有**性的親水性。接枝速率與等離子體處理功率、處理時間、單體濃度、接枝時間、溶劑性質(zhì)等因素有關(guān)。
圖2 等離子體接枝聚合處理示意圖
二、等離子體改性無機粉體的應(yīng)用
隨著無機粉體應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，對其性能的要求越來越高，各種改性技術(shù)應(yīng)運而生，以求改善其表面化學(xué)性質(zhì)，如改變粉體表面結(jié)構(gòu)、改善粉體的分散性和潤濕性、親水性、表面能等，提高其工作性能和效率。在眾多改性方法中，目前等離子體處理是研究熱門的技術(shù)之一。
1、改變粉體表面結(jié)構(gòu)
等離子體處理粉體表面后，使其結(jié)構(gòu)會發(fā)生明顯變化。研究者采用放電氣壓 16Pa、放電功率 55W 的條件下，用丙烯酸等離子體對TiO2納米顆粒表面處理2h，通過透射電鏡對處理前后的TiO2納米顆粒進行分析時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)改性處理的 TiO2粉體表面生成了一層結(jié)合緊密的有機物，其厚度為3～5nm，表明通過等離子體聚合在 TiO2粉體的表面沉積了丙烯酸薄膜。
圖3 丙烯酸等離子體處理后TiO2納米顆粒應(yīng)用于光催化
2、改善粉體表面潤濕性
無機粉體表面通常含有親水性較強的羥基，呈現(xiàn)較強的堿性。其親水疏油的性質(zhì)使粉體與有機基體的親和性差。為了改善二者之間的相容性，可對粉體進行表面改性。 粉體經(jīng)等離子體處理后，其表面將生成一層有機包覆層，導(dǎo)致表面潤濕性發(fā)生變化。
例如經(jīng)過等離子體處理后的碳酸鈣粉體表面接觸角明顯增大，改性后的碳酸鈣粉體表面性質(zhì)由親水性向親油性轉(zhuǎn)變。采用不同的等離子體（甲基丙烯酸酯、丙烯胺、環(huán)乙胺、苯乙烯）處理的碳酸鈣粉體接觸角有較大差別，如下表所示：
等離子體處理氣氛 | 接觸角/（°） |
甲基丙烯酸酯 | 63 |
丙烯胺 | 75 |
環(huán)乙胺 | 117 |
苯乙烯 | 127 |
在絲網(wǎng)印刷技術(shù)中，制備電子漿料采用的超細(xì)粉體一般是無機粉體，其表面積大，極易發(fā)生團聚形成大的二次顆粒，在有機載體中難于分散。這將對漿料的印刷性能以及制備的電子元器件性能產(chǎn)生不利影響。采用六甲基二硅氧烷作為等離子聚合單體對玻璃粉體進行表面改性，在粉體表面聚合形成了低表面能的聚合物，使表面疏水性增強。當(dāng)形成的聚合物*覆蓋粉體表面時，接觸角達到大，通過改變粉體表面包覆的聚合物的數(shù)量，改變或控制粉體的表面能，改善其在有機載體中的分散性能。
3、改善粉體分散性
采用低溫等離子體對無機粉體進行表面改性, 通過反應(yīng)在其表面形成聚合物層，這樣可以降低粉體的表面能，減小團聚生成的傾向。同時聚合物層還可以增加粉體與有機高聚物的相容性，從而改善了粉體在其中的分散性能。
例如制備氧化鋯陶瓷工藝工程中，對超細(xì)ZrO2粉體進行低溫等離子體改性處理，使ZrO2粉體表面聚合了聚乙烯、聚苯乙烯以及聚甲基丙烯酸甲酯等不同的聚合物層，該聚合物膜的形成能夠顯著改善 ZrO2粉體的分散性。
