无机填料在复合材料领域中占一个很重要的位置。然而，大多数的无机矿物填充物和聚合物相容性差，很难在聚合物基体中分散均匀。

例如硅灰石，硅灰石是一种具有特殊针状结构的链状硅酸盐矿物。由于其具有无毒，较高的热稳定性和化学稳定性，被广泛应用于生产生活的各个方面。

但由于硅灰石的表面与聚丙烯表面性质不同，无法与聚丙烯等高聚物很好地结合，且硅灰石在与高聚物熔融挤出过程中容易发生团聚，导致硅灰石在高聚物中分散不均匀，影响复合材料的力学性能，因此以其作为共混填料之前需对硅灰石进行表面改性处理，增加硅灰石与聚丙烯的相容性，从而获得综合性能更优异的聚丙烯基复合材料。

硅灰石/聚丙烯复合材料

常用的改性方法有物理表面改性法，化学表面改性法，机械力化学改性法，沉淀反应改性法，高能表面改性法等。

填料表面改性效果表征

表面改性效果的评价方法可以分为直接评价法和间接评价法。

一、直接评价法

直接评价法就是通过表面改性前后填料的表面物理化学性质变化来表征和评价颗粒表面改性的效果，比如亲水亲油性，接触角大小，分散性，吸油值，黏度等。

1.活化指数

活化指数的表征是以水为介质。样品中漂浮部分的重量与样品总重量的比即为活化指数。

一般情况下，未改性硅灰石粉体的活性指数为0，经过改性后硅灰石的表面由亲水向亲油性发生转变，硅灰石的活化指数变大。

2.界面接触角

接触角是在气、液、固三相的交界处由固、液界面张力与液、气界面张力的夹角，接触角的大小可以表征固体被液体润湿的程度。

一般情况下表面有机改性后的硅灰石水接触角增大。

3.沉降体积

沉降体积是体现粉体分散稳定性的一个重要指标。

若改性粉体分散性好，则粒子间不易发生团聚，沉降体积较大。相反，若粉体分散性较差，说明粒子间容易发生团聚，则沉降体积较小，改性效果差。

4.吸油值

吸油值是表征粉体改性效果的重要指标。在实际应用中，大多数填料用吸油值这个指标来大致预测填料对树脂的需求量。

颗粒相同的填料，带空隙的比不带空隙的填料颗粒吸油值要髙，所以油吸附量小的填料在树脂中的用量就可增加。

5.黏度

黏度同样是表征粉体分散性的重要指标。未改性的硅灰石在蒸馏水流动性差，因此黏度较大，而改性后的硅灰石表面由亲水性变为亲油性，流动性增强，黏度变小。

二、间接评价法

间接评价法是通过改性硅灰石实际填充应用后的性能来考察改性效果。

例如由于以上几种直接评价方法与复合材料的力学性能并没有直接关系，当选用改性最好的填料填充到聚合物中未必能获得力学性能最好的复合材料，因此对填料进行表面处理时，不能单纯追求活化度或水接触角的提高而忽略它最终的使用性能，应兼二者之间的协调作用，充分发挥表面改性剂对复合材料综合性能的改善作用。

由于粉体表面改性的目的主要是为了提高它的应用价值，因此间接评价法就显得格外重要，是评价表面改性粉体应用价值的重要依据。

参考来源

马震.硅灰石填充聚丙烯复合材料的制备与性能研究

郑水林等.硅灰石表面无机改性及其在聚丙烯中的应用

梁宇.聚丙烯/硅灰石复合材料的制备及性能研究

百度百科、中国粉体网