中國粉體網訊 有機無機雜化功能粉體是一種通過化學或物理方法將有機組分與無機組分在納米或分子尺度上復合而成的新型材料。
它結合了無機材料（如高強度、高耐熱性、特殊光電性能）和有機材料（如柔韌性、可加工性、功能可設計性）的優(yōu)點，從而產生協(xié)同效應，獲得單一組分所不具備的優(yōu)異性能。這類粉體在高分子材料改性中展現出巨大的應用潛力。
1、有機無機雜化功能粉體的構筑策略
有機無機雜化功能粉體的構筑策略本質可以理解為多元化的改性技術，雜化粉體的構筑策略主要分為兩類：一是通過強相互作用（共價鍵、配位鍵）將兩相連接，稱為“化學雜化”；二是通過弱相互作用（氫鍵、范德華力、靜電作用）結合，稱為“物理雜化”。
表面接枝改性法：這是最常用且高效的化學雜化方法。首先利用硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯等偶聯(lián)劑對無機粉體（如SiO2，TiO2，CaCO3等）進行表面處理，使偶聯(lián)劑的一端水解后與無機粉體表面的羥基形成共價鍵，另一端則攜帶可與有機單體或聚合物反應的官能團（如雙鍵、氨基、環(huán)氧基），從而實現有機分子的共價接枝。
原位聚合法：將無機納米粒子分散在有機單體中，然后引發(fā)單體聚合。在聚合過程中，無機粒子被原位生成的聚合物包覆或嵌入聚合物網絡中，形成雜化結構。這種方法能有效防止納米粒子的團聚。
溶膠-凝膠法：將有機前驅體（如有機硅烷）與無機前驅體（如正硅酸乙酯）在溶液中共同水解縮合，形成有機相與無機相以化學鍵結合的雜化網絡，再經過干燥、研磨得到粉體。該方法可在溫和條件下進行，并能精確控制雜化材料的組成與結構。
2、雜化功能粉體在高分子材料改性中的應用
將上述方法制備的雜化功能粉體作為填料添加到高分子基體（如塑料、橡膠、涂料用樹脂）中，可以顯著提升材料的綜合性能。
力學性能增強：雜化粉體中的無機核心提供剛性和強度，而表面的有機殼層與高分子基體具有良好的相容性和界面結合力，能有效傳遞應力，避免因界面缺陷導致的應力集中。例如，用硅烷偶聯(lián)劑接枝改性后的納米二氧化硅填充環(huán)氧樹脂，其拉伸強度和沖擊韌性均得到同步提升。
熱穩(wěn)定性與阻燃性：層狀硅酸鹽（如蒙脫土）、碳基材料（如石墨烯）等無機納米片與有機阻燃劑協(xié)同雜化后，能在高分子材料燃燒時形成致密的炭層，起到隔熱、隔氧的作用，顯著提高材料的阻燃等級和熱穩(wěn)定性。
抗菌性：將銀、鋅、銅等抗菌金屬離子或氧化物負載到無機載體上，再與有機相容劑雜化，可制得長效、安全的抗菌功能粉體，用于制備抗菌塑料、纖維等。
紫外屏蔽性：將納米TiO2、ZnO等紫外線吸收劑與有機表面處理劑雜化，既能改善其在聚合物中的分散性，又能防止光催化活性對聚合物的降解，用于生產抗老化農膜、戶外涂料等。
總體來看，有機無機雜化功能粉體通過精妙的界面設計和結構調控，成功解決了傳統(tǒng)無機填料與高分子基體相容性差、易團聚的瓶頸問題。
10月29-31日，北京粉體技術協(xié)會、柏德英思展覽（上海）有限公司、山東中粉會展服務有限公司將在上海跨國采購會展中心聯(lián)合主辦“上海國際非金屬礦工業(yè)展覽會（SINMMIE2025）”，展會現場將同期舉辦“非金屬功能粉體加工與應用技術交流會”，屆時將邀請東華大學孫賓教授作《有機無機雜化功能粉體的構筑及其高分子材料改性應用》專題報告，分析無機粉體在高分子材料中的改性技術、應用價值，介紹團隊在阻燃、抗菌等方面取得的研究成果。
專家介紹
孫賓教授、博士生導師、美國阿克隆大學博士后、上海市優(yōu)秀技術帶頭人
研究方向：有機無機雜化功能材料及結構功能一體化纖維材料、多糖基生物醫(yī)用材料、光電分子自組裝及其低維材料。
曾獲國家技術發(fā)明二等獎和科技進步二等獎、上海市技術發(fā)明一等獎和科技進步一等獎等8項科技獎勵，主持和參與國家自然科學基金重大項目子課題和重點項目、重點研發(fā)計劃、產學研合作項目等。
綜合參考文獻：
鄭水林，袁繼祖.《礦物粉體材料與加工》.化學工業(yè)出版社，2018.
王琛，等.《高分子材料改性》.中國輕工業(yè)出版社，2019.
Zhao,J.；et al.Surface Modification of CaCO3 Nanoparticles by Silane Coupling Agents for Improved Interfacial Compatibility in PVC Composites.
Wang,X.；et al.One-Pot Sol–Gel Synthesis of a Phosphorus–Nitrogen–Silicon Containing Hybrid and Its Flame Retardancy Application in Epoxy Resin.
Li, Y.; et al. Improving the Mechanical and Tribological Properties of Epoxy Composites by Incorporating SiO2-Grafted MXene Hybrids.
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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