氧化鋁導(dǎo)熱粉體為什么要進(jìn)行表面改性以及如何改性？

氧化鋁是一種常見的導(dǎo)熱粉體，因?yàn)閷?dǎo)熱性能及電絕緣性良好、硬度高、耐熱性強(qiáng)、耐磨性優(yōu)良等優(yōu)勢，被廣泛用作硅橡膠、橡膠、塑料、陶瓷、耐火材料等的填料。然而，氧化鋁若要得到大量應(yīng)用，還需對(duì)其進(jìn)行表面改性。今天，金戈新材就為您解讀其中的原因，以及常見改性方法。

丨氧化鋁導(dǎo)熱粉體為什么要改性？

氧化鋁導(dǎo)熱粉體表面極性高，與高分子材料相容性差，在樹脂基體中很難分散均勻，加工難度增大，無法實(shí)現(xiàn)大量填充。且氧化鋁顆粒與樹脂表面張力差異，導(dǎo)致高分子基體很難潤濕顆粒表面，使得二者界面處存在空氣間隙，界面熱阻增加，使得復(fù)合材料的力學(xué)性能及導(dǎo)熱性能等無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

因此必須對(duì)氧化鋁導(dǎo)熱粉體進(jìn)行表面處理，降低顆粒之間團(tuán)聚作用，改善導(dǎo)熱粉體與樹脂基體之間的相容性，提高粉體在樹脂基體中的分散性和填充均勻度，從而獲得具備優(yōu)異性能的高分子復(fù)合材料。

丨氧化鋁導(dǎo)熱粉體如何改性？

氧化鋁導(dǎo)熱粉體的改性主要是通過物理或化學(xué)方法對(duì)粉體顆粒進(jìn)行改性，有目的地改變其表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面能、表面極性等，能很好地解決氧化鋁粉體分散性差的問題。

01：物理方法。采用物理法對(duì)氧化鋁導(dǎo)熱粉體改性主要是指通過機(jī)械力、超聲波分散或者高能處理法使其在介質(zhì)中均勻分散。機(jī)械力分散主要是通過研磨、球磨、砂磨、高速攪拌等方式使無機(jī)納米粒子與高分子聚合物機(jī)械共混，形成無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料。超聲波分散是利用超聲空化時(shí)產(chǎn)生的局部高溫、高壓或強(qiáng)沖擊波和微射流等，減小納米粒子間的作用能，防止納米粒子團(tuán)聚。高能處理法主要是通過高能粒子（包括紫外光、微波、電暈、等離子體射線等）作用，使納米粒子表面受激產(chǎn)生活性點(diǎn)，增加表面活性，易于其他物質(zhì)附著或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到改性目的。

02：化學(xué)方法?；瘜W(xué)法改性主要是利用氧化鋁導(dǎo)熱粉體表面基團(tuán)（-OH）與處理劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使氧化鋁表面結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)表面化學(xué)改性。根據(jù)化學(xué)改性不同又可分為化學(xué)偶聯(lián)改性和表面接枝改性。

1）化學(xué)偶聯(lián)改性

化學(xué)偶聯(lián)改性是利用有機(jī)物分子中的官能團(tuán)與無機(jī)粉體表面生成化學(xué)鍵，偶聯(lián)劑通過化學(xué)鍵的作用力緊密包覆在粉體表面，使粉體表面有機(jī)化而達(dá)到表面改性的方法。化學(xué)鍵理論認(rèn)為偶聯(lián)劑作表面改性劑時(shí)，可以改善粉體的分散性和粉體與基體的結(jié)合能力，相當(dāng)于一個(gè)橋梁。偶聯(lián)劑的作用機(jī)理主要是其有兩個(gè)官能團(tuán)，一個(gè)官能團(tuán)是親無機(jī)基團(tuán)，可與無機(jī)填料作用；另一個(gè)是親有機(jī)基團(tuán)，可與硅橡膠基體作用。這些作用都是由化學(xué)鍵提供的。普通氧化鋁的表面改性劑以傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑為主。

2）表面接枝改性

表面接枝改性是指將表面接有活性基團(tuán)的無機(jī)粒子分散至引發(fā)單體中，然后經(jīng)引發(fā)劑作用，單體在無機(jī)粒子表面聚合形成包覆層。表面接枝的聚合物有聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、超支化聚合物等。

經(jīng)過改性的氧化鋁導(dǎo)熱粉體極大提高了它們?cè)诟叻肿踊w中的分散性和填充均勻度，具備更優(yōu)的應(yīng)用性能。

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來源參考：賈春燕，李東紅，楊雙鳳。導(dǎo)熱填料氧化鋁的表面處理研究（中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院有限公司）