重晶石超細粉體的表面改性與應用
摘要：重晶石粉體屬于一種重要的含鋇無機礦物原料，與高分子材料的性質存在較大差異，缺少親和性，使其在高分子材料領域的應用受到限制。為進一步改善其性能并拓寬其應用領域，必須對重晶石粉體表面進行改性處理。本文論述了重晶石超細粉體表面改性的方法以及應用，以期促進重晶石粉體的應用開發。
1.引言
粉體表面改性技術在我國是在廿世紀80年代才發展起來的技術。目前，國內對非金屬礦超細粉體的需求和開發日趨增加，其中對高嶺土、重質碳酸鈣、滑石、石墨等粉體的改性研究和應用開發較多，但對重晶石的改性研究和應用開發相對較少。國外對重晶石粉體表面改性的研究始于廿世紀70年代，但在我國的起步時間較晚。重晶石具有較廣泛的工業用途和較高的深加工附加值，因此，應加強重晶石粉體的改性和應用開發研究，擴大重晶石的應用領域。
重晶石是一種重要的含鋇礦物，具有密度大、化學性質和熱學性質穩定等特點，其主要的工業應用領域是石油工業和化學工業[1]。在石油工業中主要用于石油和天然氣鉆井泥漿加重劑；在化學工業上，以重晶石為原料，用于制造各種含鋇化工產品，如碳酸鋇、硫酸鋇、氧化鋇、鋅鋇白(立德粉)[2]。在油漆工業中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。鋅鋇白顏料也用于制造白色油漆，在室內使用比鋅白、鉛白具有更多的優點。油漆工業用的重晶石要求粒度2μｍ的含量和白度都大于90%；在橡膠和塑料工業，用重晶石作填料，能提高橡膠和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。
由于重晶石具有特殊的性質和廉價的開發成本，正日益受到人們的關注。現代工業的發展，對重晶石的純度、白度和粒度都提出了更高的要求。因此，隨著科學技術的不斷發展和研究的深入，重晶石的更多性能將被揭示出來。對重晶石進行深加工如超細粉粹、提純、表面改性，不僅可拓寬應用領域，而且具有更好的經濟效益，在國內外市場上有較大的需求。
但是，無機礦物粉體材料與有機聚合物在化學結構和物理形態上存在著顯著的差異，兩者的表面性質不同，導致其相容性和親和性有較大的差異。重晶石用作填料時，很難均勻分散于有機聚合物中而影響復合材料的機械性能，并難以發揮無機填料的功能性、表面活性和小尺寸等優良特性。
因此，要對重晶石粉體進行表面改性處理，可以選用適宜的改性劑作用于重晶石表面，提高改性材料的物理力學性能，使重晶石粉體有更廣泛的應用。
2.改性機理、方法概述
2.1改性機理
無機礦物粉體表面改性，主要是利用通過化學改性劑在礦物粉體表面吸附、包覆來實現。通過某些帶有兩性基團親油和親水基團的小分子或者高分子化合物對進行符合的兩種物質中的一種或兩種進行表面改性，通過化學反應或物理包覆使礦物表面由親水性變為疏水性，增強與有機高聚物的相容性、親和力，并提高分散性，從而使得有機物與無機物兩種物質更好地結合在一起。
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