颗粒表面改性处理是目前实现颗粒材料功能化的重要方法之一。本项目提出了气溶胶法颗粒分散与表面改性处理的新方法,在对颗粒进行分散处理的同时完成颗粒的表面改性,实现颗粒材料的功能化处理。该方法通过高速气流形成的强湍流场使颗粒团聚体分散,分散的颗粒与气体一起呈悬浮态,再通过雾化器将改性剂雾化或气化后喷入已分散的、呈悬浮态的颗粒体系中,经充分混合与作用后形成气溶胶,控制气溶胶体系的温度、压力、粒子数浓度和改性剂浓度等参数,作用一定时间后,由喷嘴喷出,并注入冷空气,使喷出来的气溶胶迅速冷却,达到使颗粒分散与表面改性的目的,最后由收集器收集。基于这种方法,本项目将对该方法中颗粒的强湍流分散过程、颗粒的表面改性过程等进行系统研究,以提高颗粒材料功能化的处理技术,推进颗粒分散与表面改性处理技术的研究进展,为颗粒分散与表面改性提供一种新的方法与技术。
颗粒的分散与表面改性处理是目前实现颗粒材料功能化的重要方法之一。本项目提出的气溶胶法颗粒分散与表面改性处理方法,将颗粒的分散与表面改性处理二者有机地结合在一起,克服了传统气流分散存在的缺陷,改进了改性剂与颗粒间的相互作用,提高了颗粒表面改性的效果。本项目对该方法中的颗粒强湍流分散过程、改性处理过程、改性剂吸附机理、改性剂复配使用等进行了系统研究。研究结果表明(1)采用所设计的内旋式分散喷嘴和对喷式双喷嘴可以实现颗粒团聚体的良好分散处理;(2)气溶胶法颗粒分散与表面改性处理方法可以很好地实现颗粒材料的表面改性处理,使颗粒获得良好的分散与改性效果;(3)通过原子力显微镜首次从微观上直接观察到硅烷类偶联剂通过气相法在固体表面的吸附过程及吸附膜形貌,表明硅烷偶联剂在固体表面吸附时是多次吸附层结构,存在物理吸附和化学吸附两种吸附模式;(4)多种改性剂复配使用的效果比单一改性剂使用具有更佳的改性效果。本项目的研究推进了颗粒分散与表面改性处理技术的研究进展,为颗粒的分散与表面改性处理提供了一种新的方法。