埃尔派知识课堂：纳米硫酸钡表面改性方法有哪些

纳米硫酸钡是一种新型的无机材料，具有高活性、高比表面积和良好的分散性，因而被广泛应用于众多领域。但纳米硫酸钡亲水疏油，表面活性较高，与聚合物基体之间存在很大的极性差异，在聚合物中或相邻颗粒间都极易发生团聚或结块，分散性差。

为改善硫酸钡在聚合物中的分散性，提高纳米硫酸钡在复合材料中的综合性能，需要对纳米硫酸钡进行表面改性。

偶联剂改性

偶联剂可以将亲无机物的基团和亲有机物的基团连接起来，从而使无机物与有机物之间的界面作用增强。

硅烷类是目前应用较多、用量较大的偶联剂，用于表面具有羟基的无机纳米粒子十分有效。一般的硅烷偶联剂与硫酸钡表面结合力不强，较为有效的是多组分偶联剂，可使纳米硫酸钡表面硅烷化，但成本高，使用复杂。

钛酸酯可与纳米硫酸钡表面的自由质子形成化学键，在其表面形成有机膜，使表面性质发生改变，因此对于大多数无机粒子都有较好的改性效果。但其价格较贵，并有危害人体健康的成分存在，导致对它的应用越来越少。

铝酸酯偶联剂分子中易水解的烷氧基可与硫酸钡表面的自由质子发生化学反应，生成单分子膜，形成不可逆的Al-O键，从而改善产品性能。

沉淀反应改性

沉淀反应改性法是将改性剂加入反应中，通过化学沉淀反应使其在硫酸钡表面形成一层包覆膜，不同的改性剂和沉淀剂制备出的粒径、形貌也不同。

该方法生产成本较低，操作简便，沉淀条件容易控制，是常用的对颗粒表面进行改性的方法之一。

无机物包覆改性

无机物包覆改性通常选用氧化锌、二氧化硅、二氧化钛等金属氧化物作为改性剂，通过物理作用或范德华力在颗粒表面形成包覆膜，但不与其表面发生其他反应。

表面活性剂改性

表面活性剂分子一端为长链烷基，能够在聚合物基体中均匀分散，另一端为极性亲水基团，可与硫酸钡表面发生物理吸附或化学反应。表面活性剂种类多、成本低、产量大，不同种类的表面活性剂可以合成不同性能的产品。

脂肪酸（盐）是较为常用且价格低廉的表面改性剂，改性后的纳米硫酸钡在聚合物中有较好的分散性和亲和性。改性后的纳米硫酸钡由于表面张力在水中不易沉淀，因此活化度可以用来反映表面改性效果的好坏。

复合改性剂改性

复合改性剂是由两种或两种以上的单一改性剂组合而成的复合配方，如棕榈酸钠/硬脂酸钠、硬脂酸钠/硫酸锌、硬脂酸钠/十二烷基磺酸钠/烯丙醇聚氧乙烯醚等复合型改性剂。

对纳米硫酸钡进行改性时，选择复合型改性剂可充分发挥每种改性剂自身的优势，使改性效果更好，满足专业化、功能化的需求。

硫酸钡表面包覆后能够阻止纳米粒子氧化、晶体长大、腐蚀和团聚，可改善纳米硫酸钡的表面性能，提高其表面活性点，扩展其应用范围，但包覆的均匀性、包覆强度不易控制等是实际操作中要解决的问题。

资料来源：《陈焕章，孙朝利，张悦等.纳米硫酸钡改性及其应用的研究进展[J].无机盐工业，2019,51(11):6-12》