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山西高岭土改性方法有哪些?鑫晶泰小编整理介绍

来源: 时间:2021-02-25 16:05:28 浏览次数:

山西高岭土改性方法有哪些?鑫晶泰小编整理介绍

山西高岭土改性方法有哪些?鑫晶泰小编整理介绍

许多应用领域都对高岭土的表面或界面性质有特殊要求,为了满足应用要求必须对其进行表面改性。表面改性是高岭土非常重要的深加工改性方法之一,是指根据应用的需要,对高岭土表面进行物理、化学或机械方法处理,以达到提高高岭土的白度、亮度、表面活性或改善与聚合物相容性等目的。

对高岭土表面改性主要有以下几种方式:煅烧、偶联剂、吸附、表面包覆。

1.煅烧改性

锻烧改性是指高温锻烧高岭土,将高岭土表面的部分或者全部的羟基脱除,获得特殊的表面性质,使得高岭土的晶体结构发生变化,由有序的片晶体结构变为无序的高岭土。煅烧使高岭土脱去水和挥发性物质,其目的在于提高高岭土的纯度、白度。煅烧后的高岭土具有白度高、密度小、比表面积增大、吸油性增加、热稳定性高和绝缘性等特点。

2.偶联剂改性

偶联剂处理是利用高岭土表面的活性基团与偶联剂间的相互作用,从而达到改变高岭土表面性质的目的。偶联剂处理通常有湿法处理和干法处理两种处理方法。

偶联剂改性作用机理是偶联剂经水解后形成一种同时含有亲水基团(通常为Si-OH)和疏水基团的两性物质,高岭土颗粒表面基团可与亲水基团产生化学反应,形成共价键,而疏水基团则可与聚合物相结合,或两种反应同时进行生成更稳固的化学键,从而达到改性目的。

常用的偶联剂有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂,此外还有铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、叠氮偶联剂、有机铬类偶联剂、锆类偶联剂及脂肪酸、醇、酯等。目前只有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的作用机理比较清楚。

3.表面包覆改性

此法是较早使用且操作简便的传统改性方法,适用于使用条件不高的高岭土。

原理是通过物理吸附或化学吸附的方式,在高岭土表面包覆一层有机或无机聚合物而达到表面改性的目的。

此法优点是高岭土改性后可以使材料结构的稳定性及催化剂活性增强,粉末的聚集程度减弱,分散性及流动性得到改善。

4.表面反应法改性

此法是化学反应法,指改性剂与高岭土表面羟基基团发生反应,产生疏水基或者进一步产生疏水基团,引起表面性质发生改变。

此法既降低了表面能又改善了高岭土的疏水性和反应活性。

改性剂可以直接改性高岭土,也可以在其表面先反应生成离子,再通过离子交换的方式终达到改性目的,此法重要手段有酯化、卤化、胺化等[6]。

5  插层法改性

插层改性方法是利用层状结构粉体颗粒晶体层间较弱的结合力或者层间含有可交换的阳离子等特性,采用化学反应或离子交换等方法改变粉体的层间和界面性质。

高岭土不可进行阳离子交换,但高岭土层间存在易形成氢键的-OH 和Si-O 键,层间距较小,只允许部分性小分子通过,可以将这些性小分子插入高岭土层间并破坏其氢键,撑大层间距,使层间的亲水性变为疏水性,有利于其他有机物大分子通过置换过程进入,使得高岭土以纳米尺度的剥离状态分散到各种基体中。

6  机械力化学法改性

机械力化学改性法实质上是借助机械能激活颗粒和表面改性剂发生作用,达到将机械能转化为化学能的目的,可通过强机械力搅拌、冲击、研磨等方法实现。

此法在粉体的复合方面也做出了重要贡献,可以借助机械外力使粉体颗粒表面包覆上一层更细或具有功能性的粉体颗粒,上述表面包覆改性为化学沉淀。而此法为机械化学作用。机械力化学改性法采用不同的机器以及改性工艺,则粉体的改性效果也不同。

除了上述几种常用的方法外,凝聚共沉法、粒子表面离子互换、辐照改性等方法也是山西高岭土表面改性的有效手段。