無機粉體表面改性研究-低場核磁技術

超細粉體具有常規(guī)材料難以比擬的優(yōu)異性能，在先進陶瓷、微電子、航天航空、生物制藥、光學檢測等領域獲得了廣泛的應用，但由于穩(wěn)定性低、易發(fā)生團聚和難于分散，需要對超細粉體進行適當?shù)谋砻嫣幚硪愿纳祁w粒的表面特性和提高其分散性能，達到應用要求。

粉體表面改性方法

粉體表面改性方法是指改變非金屬礦物粉體表面或界面的物理化學性質的方法，主要有表面物理涂覆、化學包覆、無機沉淀包覆或薄膜、機械力化學、化學插層等。目前工業(yè)上粉體表面改性常用的方法主要有表面化學包覆改性法、沉淀反應改性法、機械化學改性法和復合法。

粉體表面改性研究進展

目前，粉體表面改性技術成為熱點研發(fā)方向之一。目前取得的進展主要是納米金屬或氧化物、氫氧化物、碳酸鹽表面改性的復合礦物粉體材料，如金屬/空心微珠復合粉體、金屬氧化物/硅灰石復合粉體、納米TiO2/多孔礦物復合粉體、金屬氧化物/重晶石復合粉體、金屬氧化物/云母復合粉體等。

在實際生產過程中，正確評價表面改性效果，對及時調整改性劑、工藝與設備參數(shù)等至關重要。低場核磁共振技術可用于粉體表面改性研究，特別是懸浮體系的表面特性研究。

低場核磁技術用于無機粉體表面改性研究的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態(tài)密切相關，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤濕性等問題。

納米二氧化硅表面改性研究-低場核磁技術

納米二氧化硅具有常規(guī)材料難以比擬的優(yōu)異性能，在先進陶瓷、微電子、航天航空、生物制藥、光學檢測等領域獲得了廣泛的應用，但由于穩(wěn)定性低、易發(fā)生團聚和難于分散，需要對超細粉體進行適當?shù)谋砻嫣幚硪愿纳祁w粒的表面特性和提高其分散性能，達到應用要求。

納米二氧化硅表面改性方法

納米二氧化硅表面改性方法是指改變非金屬礦物粉體表面或界面的物理化學性質的方法，主要有表面物理涂覆、化學包覆、無機沉淀包覆或薄膜、機械力化學、化學插層等。目前工業(yè)上粉體表面改性常用的方法主要有表面化學包覆改性法、沉淀反應改性法、機械化學改性法和復合法。

在實際生產過程中，正確評價表面改性效果，對及時調整改性劑、工藝與設備參數(shù)等至關重要。低場核磁共振技術可用于粉體表面改性研究，特別是懸浮體系的表面特性研究。

低場核磁技術用于納米二氧化硅表面改性劑研究的基本原理：

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態(tài)密切相關，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤濕性等問題。

低場核磁法用于農藥的分散體系研究

農藥的分散體系

農藥的分散體系主要評價指標為分散度，分散度即指所施用的農藥被分散的程度，它是衡量農藥制劑質量或施用時噴灑質量的指標之一。分散度通常用分散直徑的大小表示。農藥的分散度越大，粒子越??；分散度越小，粒子越大。在一般情況下，農藥的分散度越大，在使用時其覆蓋面積就越大，標志著藥劑與病蟲害接觸的機會也就越大，它關系到農藥的毒理學性能是否能得到充分發(fā)揮。

農藥劑型和制劑的研究開發(fā)，當然與農藥分散度有著密切關系，優(yōu)良的農藥品種、適用的農藥劑型、適宜的施藥機械都和農藥的分散度相關。提高農藥分散度一般可采用兩種手段：一是加工手段。如將固體藥劑粉碎，粉碎得越細，分散度也就越大。如最初使用的粉劑農藥，它是由農藥原藥、助劑和填料混合均勻形成，具有使用方便、撒布效率高、成本低的優(yōu)點，但是這種劑型使用時易飄移，分散度小，形成粉塵污染，危及人畜健康和環(huán)境安全，故產量大減，而被其他分散度相對較好的劑型農藥所代替。

農藥的分散度可以保證足夠比例的有效成分均勻地分散在懸乳液中。農藥的分散度是檢驗產品的關鍵，理想體系要求有效物無限懸浮。實際上要求1～2h分散體穩(wěn)定，24h后能良好地再分散。已經證明，好的分散體(初分散)再分散性較差。所以只好犧牲初分散以獲得好的再分散。

提高農藥的分散體系分散度的好處

農藥的分散體系分散度提高，總表面積增大后，可以提高靶面覆蓋率 。農藥施用后沉積在生物體表面上所能覆蓋的面積與生物體表面總面積之比稱為農藥對靶面覆蓋率。在一定用藥量下，藥劑的分散度越高，所形成的覆蓋率就越高。

農藥的分散體系分散度低場核磁分析評價

低場核磁分析技術可用于農藥的分散體系分散度的評價，可快速檢測懸浮體系中顆粒的分散性、團聚、絮凝過程，為水分散粒劑農藥研發(fā)和質控提供數(shù)據參考。

低場核磁法用于農藥的分散體系研究基本原理：

顆粒分散體中溶劑的弛豫速率與可用顆粒表面積成線性比例。與游離聚合物相關的溶劑或聚合物環(huán)和尾部內的溶劑在弛豫速率方面沒有顯著變化，因為它們仍然具有很高的流動性。當聚合物在顆粒表面形成吸附層時，由于水分子在近表面區(qū)域的比例和/或停留時間增加，總的弛豫速率增強。通過低場核磁技術的弛豫差異，即可低場核磁定量評價顆粒分散性。