等離子體活化無機粉體

隨著無機粉體應用領域的拓（tuò）寬，對其性能的（de）要求越來越高，各種改性技術應運而生，以求改善其（qí）表（biǎo）麵化學性質，如改變粉體表（biǎo）麵結構（gòu）、改善粉體的分散性和潤濕性、親水（shuǐ）性、表麵能等，提高其工作（zuò）性能和效率。

無機粉體（tǐ）表麵處理的目的主要是抑製其團（tuán）聚（jù），增加其（qí）在聚合物中的分散性和（hé）相容性。利用無機粉體與聚合物形成複合材料可以賦予體（tǐ）係更好的力學、光學、電學等性能，被越來越多地用於電子、生物、膜分離、催化、航天航（háng）空（kōng）等高技術領域，傳統的濕（shī）法表麵（miàn）改性存在工藝複（fù）雜，環境友好性差等不足。在眾多改性方法（fǎ）中（zhōng），低溫等離子體表麵活化技術（shù）由於其工藝簡單，無需溶劑（jì）、節能高效等特點成為粉體（tǐ）處理的最熱門研究技術之一。

等離子表麵活化對粉體有哪些處理效果？

1、改變粉體表麵結構

等離子體處理粉體表麵後（hòu），使其結構會發生明顯變化。研究者采用放電氣壓 16Pa、放電功率 55W 的（de）條件下，用丙烯酸等（děng）離子體對TiO2納米顆粒（lì）表麵（miàn）處（chù）理2h，通過透射（shè）電鏡對處理前後的TiO2納米顆粒進行分析時發現，經改性處理的 TiO2粉體表麵生成了一層結合緊密的有機物，其厚度為3～5nm，表（biǎo）明通過等離（lí）子體聚合在 TiO2粉體（tǐ）的表麵沉積了丙烯酸薄膜。

丙烯酸等離子體活化處理後TiO2納（nà）米顆粒應用於光（guāng）催化

研究者利用吡咯等離子體（tǐ）在放電氣壓 25Pa、放電功率（lǜ） 10W 的條件下，對Al2O3納米顆粒處理24min。從 HRTEM 照片中能夠（gòu）清（qīng）晰地看到，在不同尺寸Al2O3納米顆粒上的（de）超（chāo）薄吡咯薄膜，其厚（hòu）度大約為 2nm，均勻並具有典型的非晶結構。

2、改善粉體表麵潤濕性

無機粉體表麵通（tōng）常含有親水性較強的羥基，呈現較強的堿性。其親水疏油的性質使粉體與有機基體的親和性（xìng）差。為了改善二者之（zhī）間（jiān）的（de）相容性，可對粉體進（jìn）行表麵改性。 粉體經等離子體處理後，其表麵將生成一層有機包覆（fù）層，導（dǎo）致表麵潤濕性（xìng）發生變化。

例如經過等離子體處理後的碳酸鈣粉體表麵接觸角明顯增大，改性後的碳酸鈣粉體表麵性質由（yóu）親水性（xìng）向親油性轉變。采用不同的等離（lí）子體（甲基丙烯（xī）酸酯、丙烯胺、環乙胺、苯乙烯）活化處（chù）理（lǐ）的碳酸鈣粉體接觸角有較大差別，如下表所示：

在絲網印刷技術（shù）中，製備電子漿料采用的超細粉體一般是無機粉體，其表麵積大，極易發生團（tuán）聚形成大的二次顆粒，在有機載（zǎi）體中難於分散。這將對漿料的印（yìn）刷性能以及製備的電子元器件性能產生不利影響。采用六甲基二矽（guī）氧烷作為等離子（zǐ）聚（jù）合（hé）單體對玻璃粉體進行表麵改性（xìng），在粉體表麵聚合形成了低表麵能的聚合物，使表麵疏水性增強。當形成的聚合物完全（quán）覆蓋粉體表麵時，接觸角達到最大，通過改變粉體表麵（miàn）包覆的聚合（hé）物的數量，改變或控製粉體的（de）表麵能，改（gǎi）善其在有機載體中的分散性（xìng）能。

3、改善粉（fěn）體分（fèn）散性

采用（yòng）低（dī）溫等離子體對無機粉體進行表麵（miàn）活化, 通過反應在其表麵形成聚合物層，這樣（yàng）可以降低粉體的表麵能，減小團聚生成（chéng）的（de）傾向。同時聚合物層還可以增加粉體與有機高（gāo）聚物的相容性，從而改善（shàn）了（le）粉體在其中（zhōng）的分散性能（néng）。

例如製備氧（yǎng）化鋯陶瓷工藝工程中，對超細ZrO2粉體進行低溫等（děng）離子體改性處理，使ZrO2粉體表麵聚合（hé）了（le）聚乙烯、聚苯乙烯以及聚甲基丙烯酸甲（jiǎ）酯等不（bú）同的聚合物層，該聚合物膜的形成能夠顯（xiǎn）著改善 ZrO2粉體的分（fèn）散性（xìng）。

低溫等離子體技術具有工藝簡單、高（gāo）效快速、節（jiē）能環保等特點，是一種“綠色”特征明顯的粉體表麵處理技（jì）術，開（kāi）發潛力巨大，應用（yòng）前景廣闊。目前，等離子體處理和等離子體聚（jù）合相結合的技術（shù）是很有前途的表麵處理方法。

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