中國粉體網(wǎng)訊  在覆銅板中,，球形硅微粉以優(yōu)秀的流動性可以實(shí)現(xiàn)在覆銅板樹脂基體中的高填充，從而進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,、減小基本的熱膨脹系數(shù)和介電常數(shù),。高頻覆銅板目前最常用的體系之一是PTFE樹脂，要求填料具有高填充量,，但是隨著填充量的增多,，體系黏度會急劇增加，材料的流動性,、滲透性變差,，球形硅微粉在樹脂中分散困難，易出現(xiàn)團(tuán)聚的問題,。為解決上述問題,，通常需要對球形硅微粉進(jìn)行表面處理。

來源：日本電化學(xué)株式會社

通過表面處理改性,，可以減小球形硅微粉之間的相互作用,，有效防止團(tuán)聚，降低整個(gè)體系的黏度,，改善體系的流動性,，還可以增強(qiáng)球形硅微粉與PTFE樹脂基體的相容性，使顆粒在膠水中均勻分散,。

在環(huán)氧塑封料中,，為了提升球形硅微粉在環(huán)氧塑封料內(nèi)填充率的同時(shí)保持塑封料良好的流動性,，一些產(chǎn)品會采用不同粒徑的球形硅微粉互摻形成某種級配關(guān)系來提高堆積效率,，從而提高球形硅微粉的填充量，提升環(huán)氧塑封料的導(dǎo)熱性能,，降低熱膨脹系數(shù),，控制成本,。

在摻入環(huán)氧塑封料基體前，球形硅微粉一般要經(jīng)過表面改性來改善其與環(huán)氧樹脂基體的界面結(jié)合,，以獲得更好的物理力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能,。

改性前后的球形硅微粉

總之，相較于普通二氧化硅而言,，球形二氧化硅直接應(yīng)用于材料中各項(xiàng)性能已經(jīng)有一定提升,，但經(jīng)過表面改性后的球形二氧化硅性能更優(yōu)。

偶聯(lián)劑改性

通過化學(xué)處理對無機(jī)粉體進(jìn)行表面改性是提高無機(jī)粉體在基體介質(zhì)中分散穩(wěn)定性的有效方法,。偶聯(lián)劑改性作為典型的化學(xué)改性方法,，它的應(yīng)用范圍最廣，工業(yè)體系最全,。偶聯(lián)劑按分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為硅烷偶聯(lián)劑,、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等,。

硅烷偶聯(lián)劑改性硅微粉機(jī)理圖

硅烷偶聯(lián)劑改性：硅烷偶聯(lián)劑種類繁多,，選擇靈活，應(yīng)用更加廣泛,，可根據(jù)不同的基體介質(zhì)選擇含對應(yīng)官能團(tuán)的偶聯(lián)劑作表面改性劑,。二氧化硅的硅烷化改性是通過硅烷偶聯(lián)劑的水解、縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,。另外,，在有水存在的情況下，硅烷偶聯(lián)劑會發(fā)生水解反應(yīng),，產(chǎn)生硅醇,，硅醇易與二氧化硅表面羥基發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，同時(shí)硅醇也會脫水自聚,。

鈦酸酯偶聯(lián)劑改性：鈦酸酯偶聯(lián)劑與硅微粉的主要作用機(jī)理是鈦酸酯分子結(jié)構(gòu)中親無機(jī)基團(tuán)(RO)_m與硅微粉表面的羥基發(fā)生化學(xué)作用,，在硅微粉表面形成單分子層，同時(shí)釋放出異丙醇,。

聚合物接枝改性

采用特定的方法可以將合成的聚合物接枝到無機(jī)粉體表面,，這增強(qiáng)了無機(jī)和有機(jī)材料的化學(xué)功能并改變了其表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種聚合物接枝無機(jī)粉體顆粒被認(rèn)為是有機(jī)-無機(jī)復(fù)合顆粒,。

毋偉等采用接枝聚合改性的方法對超細(xì)二氧化硅表面進(jìn)行改性,。結(jié)果表明：該工藝可實(shí)現(xiàn)超細(xì)二氧化硅表面聚合接枝改性，苯乙烯與預(yù)先接枝在超細(xì)二氧化硅表面上硅烷偶聯(lián)劑的雙鍵的自由基聚合反應(yīng)可有效分散超細(xì)二氧化硅聚集體,。

化學(xué)腐蝕改性

化學(xué)腐蝕法的原理是使用氧化性或反應(yīng)性強(qiáng)的試劑將材料的表面氧化或刻蝕,，從而“露出”新的活性集團(tuán)。

Wang用熱NaOH溶液處理了SiO₂微球,。研究了微球的表面特性,。結(jié)果表明,，表面刻蝕后SiO₂微球表面的活性和羥基化增強(qiáng)，這增加了納米粒子的錨定位點(diǎn)和分散性,。

表面包覆改性

表面包覆法的原理是使用具有粘性,、豐富活性集團(tuán)的活性物質(zhì)在材料表面形成包覆層，處理后材料能以活性物質(zhì)為基底繼續(xù)進(jìn)行表面改性,。

楊昆使用多巴胺在納米二氧化硅顆粒表面進(jìn)行自聚合形成了表面修飾的納米二氧化硅改性顆粒PD-SiO₂,，并且將改性顆粒與聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物熔融共混制備了聚丙烯復(fù)合材料，結(jié)果表明：聚多巴胺沒有破壞納米二氧化硅的結(jié)構(gòu)且成功黏附在表面,；聚多巴胺改性提高了復(fù)合材料的親水性,，降低了結(jié)晶溫度，提高了結(jié)晶度,。

其它改性方法

除了上述方法外,，高能量束處理法和原位表面修飾技術(shù)也是無機(jī)粉體表面改性的常用方法。原位表面修飾技術(shù)是指在無機(jī)顆粒的合成階段進(jìn)行表面修飾,，具體方法包括反膠束法,、有機(jī)金屬化合物熱分解法和多元醇法。通過原位表面修飾法合成的表面活性劑包覆型無機(jī)顆�,？梢赃M(jìn)一步修飾以調(diào)整其表面性能,。高能量束處理法利用能量束掃描過程中材料自身的組織結(jié)構(gòu)變化或引入其他材料實(shí)現(xiàn)表面性能的改善。

小結(jié)

總之,，通過對球形硅微粉進(jìn)行表面改性,，可以根據(jù)應(yīng)用的需要有目的地改變硅微粉表面的物理化學(xué)性質(zhì)，從而改善其與有機(jī)高分子材料的相容性,，滿足其在高分子材料中的分散性與流動性需求,。

參考來源：

陳獨(dú)旭.球形硅微粉改性對環(huán)氧塑封料性能影響的研究

陳顏.球形二氧化硅的火焰熔融法制備研究及其在復(fù)合材料中的應(yīng)用探索

錢晨光等.硅微粉表面改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展

鄭鑫.硅微粉填料在覆銅板中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

楊珂珂等.耐熱表面改性球形硅微粉的制備及其性能

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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