纳米级球形氧化铝粉末水溶性改性分散用途的作用

纳米级球形氧化铝粉末在国内暂时没有哪个厂家可以生产，纳米是指一维尺度粒径小于1微米，由于粒径太小形貌上无法区分，在纳米氧化铝粉体的用途作用广泛还有着优异的导热性能和分散性，这些很大程度上是取决于粉末粒径的大小。克服纳米化而导致的颗粒团聚现象无疑是纳米材料性质稳定、功能发挥的关键。目前对于纳米氧化铝的制备通常可使用拜耳法和电熔法来生产α-Al2O3粉体， 高分散的水合纳米氧化铝粉体，灼烧后纯度可达到99.6%，纳米氧化铝粉体广泛运用于制备各种导热界面材料填料用导热粉。常用的几种规格纳米氧化铝，300纳米（0.3微米）、500纳米（0.5微米）、800纳米（0.8微米）。

纳米氧化铝粉体α-Al2O3属于高温稳定晶型，纳米氧化铝粉末具有较高的熔点和很高的化学稳定性。纳米氧化铝材料的特殊光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象、在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好、具有良好的绝缘性能等特性，以及各种纳米粉体材料共有的量子尺寸效应、表面界面效应，体积效应、宏观量子隧道效应的作用而具有良好的热学、光学、电学、磁学以及化学方面的性质，因此被广泛用于传统产业（轻工、化工、建材等）以及新材料等高科技领域。

纳米氧化铝在没有经表面改性前没有比纳米氧化铝粉体经表面改性后容易分散性，消除了粒子表面的带电效应，防止了团聚，不管是添加到各种有机硅、丙烯酸树脂，聚氨酯树脂，环氧树脂，三聚氰胺树脂，硅丙乳液等树脂的水性液体中在导热界面材料填料中、还是作为添加剂也可用于涂料、陶瓷、纺织等行业中。东超新材料通过提高纳米氧化铝粉体粒子的表面活性，改善纳米氧化铝粉体粒子与分散介质之间的相容性，使之与分散介质达到良好的浸润状态，为纳米氧化铝粉体的偶联、接枝创造了条件。根据修饰剂与纳米氧化铝粉体粒子表面的作用机理，可将纳米氧化铝的修饰方法分为表面物理修饰和表面化学修饰。纳米氧化铝粉体经表面改性后，其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都将发生变化。

纳米氧化铝表面残留部分羟基及剩余电荷，利用这种性质可有目的地选择改性剂使之进行化学反应，改变氧化铝表面的结构和状态，达到表面改性的目的。纳米氧化铝表面化学修饰常见的方法有以下几种：偶联剂法、接枝法、接枝一包覆法。

(1)偶联剂法
纳米氧化铝粉体表面能较高，与表面能比较低的有机体系亲和性差。当两者共混时，容易形成相分离。解决方法通常采用偶联技术。偶联剂一般是双功能基团的化合物，可后时与无机物和有机物反应，当偶联剂处理时，其一端与氧化铝表面的羟基结合，另一端与分散介质作用。常用于纳米氧化铝表面处理的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。

(2)接枝法
纳米氧化铝的表面存在活性的羟基，以羟基作为接枝反应的活性点，接枝油溶性其团，接枝物一般为小分子，本质上偶联处理也等同于接枝。该方法优点是接枝的量可以控制，效率较高。常见的接枝小分子有硬脂酸、44-二苯基甲烷二异氰酸、甲基-24-二异氰酸酯等。

(3)接枝一包覆法
接枝一包覆法先通过接枝或偶联技术在纳米氧化铝表面形成一层有机物(多为小分子)，然后再用引发剂使单体在粉末表面有机层上接枝聚合，最后形成以氧化铝为核，聚合层为壳层的无机一有机“核一壳”式结构。接枝一包覆法的优点是壳层厚度可以通过有机物加入量来控制。

纳米氧化铝粉体表面物理修饰高能处理法主要是通过高能粒子（包括紫外光、微波、电晕、等离子体射线等）作用，使纳米粒子表面受激产生活性点，增加表面活性，易于其他物质附着或发生化学反应，改变氧化铝表面的结构和状态，达到表面改性的目的。

(1)吸附
纳米氧化铝粉体在水溶液中分散性极差，易团聚。使用表面活性剂可以防止纳米氧化铝粉体的团聚，使其分散更均匀。表面活性剂带有两个极性不同的集团，极性的亲水基团与水相溶，非极性的亲油基吸附到粒子的表面，这样在粉末表面活性剂向外伸展形成粒子束，阻止了粉末间的相互接触，避免团聚的发生。

(2)包覆
与吸附方法一样，包覆也是通过将异质材料沉积在纳米氧化铝粉体的表面，形成核层为纳米氧化铝，壳层为与氧化铝无化学结合的“核一壳”结构，防止粒子间的团聚，通常包覆量较吸附量更大些。

(4)其它方法
实际上，在纳米氧化铝粉体分散方面可用到物理修饰方法很多，如表面沉积、表面化学镀等，往往形成氧化铝基的复合材料，提高纳米氧化铝粉体分散性的同时，也在一定程度上掩盖了纳米氧化铝粉体本身特性。

纳米氧化铝表面修饰在分散和改性等方面受到了广泛的重视，应用的表面修饰剂的种类也越来越多，东莞新材料纳米氧化铝粉体的表面特性，导热界面填料（导热灌封胶、导热凝胶、导热硅脂、导热双面胶）、塑料、橡胶改性等以便有针对性地对其改性。