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活化指数的一般测定方法是,称取一定量表面改性后的粉体样品,置于盛有一定容积纯净水的烧杯中,以一定转速搅拌1~2min;然后静置,等溶液澄清后,刮去水溶液表面的粉体物料,并将沉入烧杯底的粉体物料过滤、烘干、称重。然后根据下式计算活化指数,即:
以上讲的是在水相中表面改性粉体的“活化指数”进行测定,也可在有机溶剂相,如液体石蜡、煤油等中测定改性粉体的“活化指数”。
应当指出,活化指数不能作为粉体表面改性产品的唯一质量指标。一方面,用不同的表面改性剂改性后,活化指数可能不同,但绝不意味着,活化指数越高,表面改性效果就越好,应该结合其他指标,如吸附类型、与高聚物基料的作用以及应用性能指标来综合考虑,例如对于煅烧高岭土,用硬脂酸进行表面改性后其活化指数一般来说要高于硅烷偶联剂,但对煅烧高岭土应用性能的改善远不如硅烷偶联剂,因为硅烷偶联剂与高岭土的作用为化学吸附,吸附较牢固,而且分子中还含有与高聚物基料的偶联作用基团。
在无机填料或颜料的有机表面改性工艺中,表面改性剂的品种和用量对填料体系的性能有显著影响。表面改性剂的用量可参考“活化指数”来确定。所谓最佳用量即表面改性剂在填料或颜料颗粒表面上,覆盖单分子层的用量,大于此用量,则将形成多层物理吸附的界面薄弱层,从而引起填充物强度下降;低于最佳用量,则填料颗粒表面处理不完全,反映在“活化指数”H的变化曲线中,随着表面改性剂用量的增加,开始阶段H呈上升趋势,H由0升至1.0然后不再变化,如图1所示。曲线中a点所对应的横坐标的A点,即是表面改性剂在无机填料或颜料表面形成单分子覆盖层的用量,可作为表面改性剂的最佳用量,但在实际处理中,应略低于该用量。
表面改性剂用量与活化指数H的关系。因此,活化指数可作为表面改性后活性无机填料的一项质量评价指标,为用有机表面改性剂处理无机填料或颜料提供了一种快捷、实用的产品质量检验方法。有些应用行业对粉体的活化指数提出了明确的指标要求,例如,化工行业规定活性轻钙的活化指数要大于90%,一些塑料制品厂家要求活性重钙的活化指数大于95%。
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