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無機(jī)填料或顏料粉體一般相對(duì)密度較大，而且表面呈極性狀態(tài)，在水中自然沉降。而有機(jī)表面改性是非水溶性的表面活性劑或偶聯(lián)劑，因此，經(jīng)表面改性處理后的無機(jī)粉體（顏料或填料），表面由極性變?yōu)榉菢O性，對(duì)水呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非浸潤性。這種非浸潤性的細(xì)小顆粒，在水中由于巨大的表面張力，使其如同油膜一樣漂浮不沉。

根據(jù)這一現(xiàn)象，提出“活化指數(shù)”的概念，用H表示，其含義用下式表示：

H=樣品中飄浮部分的質(zhì)量（g）/樣品總質(zhì)量（g）

▲曲線中a點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)A點(diǎn)，即是表面改性劑在無機(jī)填料或顏料表面形成單分子覆蓋層的用量，可作為表面改性劑的最佳用量。但是實(shí)際處理中，應(yīng)略低于該用量。

由上圖可知，未經(jīng)表面活化（即改性）處理的無機(jī)粉體，H=0；活化處理最徹底時(shí)，H=1.0（100%）；H由0-1.0的變化過程，可反映出粉體表面活化程度由小至大，也即表面有機(jī)處理效果好壞的程度。

在無機(jī)填料或顏料的有機(jī)表面改性工藝中，表面改性劑的品種和用量對(duì)填充體系的性能有顯著影響。表面改性劑的用量可參考“活化指數(shù)”來確定。

所謂最佳用量，即表面改性劑在填料或顏料顆粒表面上，覆蓋單分子層的用量，大于此用量，則將形成多層物理吸附的界面薄弱層，從而引起填允物的強(qiáng)度下降；低于最佳用量，則填料顆粒表面處理不完全，反映在“活化指數(shù)”H的變化曲線中，隨著表面改性劑用量的增加，開始階段H呈上升趨勢(shì)，H由0升至1.0然后不再變化。

應(yīng)當(dāng)指出，活化指數(shù)不能作為粉體表面改性產(chǎn)品的唯一質(zhì)量指標(biāo)。一方面，用不同的表面改性劑改性后，活化指數(shù)可能不同，但決不意味著活化指數(shù)越高，表面改性效果就越好，應(yīng)該結(jié)合其他指標(biāo)，如吸附類型（化學(xué)吸附還是物理吸附）、與高聚物基料的作用以及應(yīng)用性能指標(biāo)來綜合考慮。

■ 舉例：碳酸鈣活化度的測(cè)定

《GB/T 19281-2014 碳酸鈣分析方法》中活化度的測(cè)定。

（1）方法提要

利用碳酸鈣表面處理后疏水性之特征測(cè)定碳酸鈣表面包覆程度。

（2）儀器

分液漏斗：250mL

玻璃砂坩堝：濾板孔徑5-15μm

電熱恒溫干燥箱：溫度能控制在105℃±2℃

（3）分析步驟

稱取約5g試樣，精確至0.01g。置于分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往復(fù)振搖1min。輕放于漏斗架上靜置20min-30min。待明顯分層后一次性將下沉碳酸鈣放入預(yù)先于105℃±2℃下干燥至質(zhì)量恒定的玻璃砂坩堝中，抽濾除去水。置于電熱恒溫干燥箱中，于105℃±2℃下干燥至質(zhì)量恒定。

（4）結(jié)果計(jì)算

活化度以質(zhì)量分?jǐn)?shù)H計(jì)，計(jì)算公式如下：

式中：

m2為干燥后坩堝和未包覆碳酸鈣的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；

m1為坩堝的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；

m為試料的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。

取平行測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。