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石英砂表面改性在环保高压下的出路


来源:中国粉体网讯   胡一

[导读]  日前,有关记者从河北省环保厅了解到,今年以来,全省共排查出“散乱污”企业10.9万家。截至11月初,已完成整治10.2万家,其中关停取缔无证无照、治理无望的企业6.9万家。

中国粉体网讯  日前,有关记者从河北省环保厅了解到,今年以来,全省共排查出“散乱污”企业10.9万家。截至11月初,已完成整治10.2万家,其中关停取缔无证无照、治理无望的企业6.9万家。


除了河北省之外,广东、山东等各个省开启了环保关停企业模式,对于企业来说,不断更新技术,提高自身环保能力,似乎成为了企业当下唯一的出路。


对于石英砂企业来说,制备工艺尤其是改性提纯过程中产生大量的污染,例如酸洗后的污水排放,至今仍没有良好的解决方式。加之石英砂是重要的工业原材料,经过改性后的石英砂应用范围更加广泛,因此成为今冬环保的重点管理对象。石英砂企业如何进行环保技术的升级,正如石英砂表面改性一样,需要从里到外的改变。那么石英砂的表面改性是什么?



一、石英砂粉体改性的原因


①改变石英砂粉体表面的亲油性、浸润性、吸油率、黏度等;

②是改善石英砂粉体作为填料与有机聚合物的相容性、亲和性、分散性和流动性等;

③是提高石英砂粉体填料与有机聚合物相界面之间的结合力,提高复合材料的性能。


二、石英砂粉体化学改性的方法对比


表面改性的方法主要有表面涂敷改性以及表面化学改性两种。

①表面涂敷改性

首先对石英砂粉体进行必要的擦洗和干燥,然后利用树脂或高聚物等对石英砂粉体表面进行“覆膜”,表面涂敷改性通常分为冷法涂覆和热法涂覆两种。热法相比冷法来说,效果更好,适用于大量生产,但需专门的混砂设备。


影响石英砂涂敷改性效果的主要因素有石英砂颗粒的形状、比表面积、孔隙率、涂敷聚合物的种类及用量、涂敷工艺方法等。


②石英砂粉体表面化学改性


改性

方法

工艺流程

特点

干法

干燥后的石英砂粉体与改性剂处理液进行高速搅拌分散,同时进行加热处理。

 

流程简单、作业灵活、投资少和改性剂适用性好等特点

 

湿法

利用配置好的表面改性剂和助剂混合配成的处理液,在搅拌分散和一定温度条件改性,之后进行脱水、干燥。

具有改性剂分散好、粉体表面包覆均匀等特点。适用于各种可水溶或水解的改性剂,以及前段为湿法粉磨工艺而后段又需干燥的工艺流程。

机械粉磨与化学包覆

在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加改性剂,随着石英砂粉体粒度减小的同时,对其颗粒进行表面改性。

工艺较简单,某些改性剂同时具有助磨作用,可提高粉碎效率;其温度难控制,同时颗粒不断被粉碎,产生新的表面,改性剂包覆难以均匀。


通过对比可以发现,每种方法各自优劣,我们如何判断石英砂粉体表面化学改性的优劣呢? 

吸油值是石英砂粉体改性最主要的直接指标之一,特别是对于在高聚物基料中应用的石英砂填料,填料吸油值大小会直接影响复合材料的加工性能以及填充量。


吸油值越大,说改性产物与有机物的相容性越差,同时也表明了改性效果越差,反之越好。

红外光谱可作为检测石英砂粉体表面是否包覆改性剂的重要手段。每一种官能团或键在红外谱图中有相应的特征吸收峰,通过对改性前后石英砂粉体进行红外光谱分析,对比特征峰的变化,就可看出改性是否有效,此方法已在实践中得到广泛的应用。


扫描电镜SEM,对改性前后的石英砂粉体进行电镜扫描,观察粉体的表面形貌以及改性剂在其表面的包覆情况、分散性的变化,直接反映粉体改性表面包覆的效果。


小结:说到底,石英砂的改性是石英砂工业加工使用过程中重要的环节,不断提高技术水平,提高改性后石英砂的产品质量才是企业今后的生存之道。


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