|
|
高嶺土表面改性技術研究現狀 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2014-02-07 10:54:31 瀏覽次數: |
|
|
(中國粉體技術網/彭美琴)高嶺土又稱瓷石,是多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽的集合體,主要有用的成分是高嶺石,其晶體化學式為2Al2Si2O5(OH)8或2SiO2•Al2O3•2H2O,是一種含水鋁硅酸鹽。由于高嶺土的礦物形成條件及開采加工方法的差異,導致其表面性能(物理性質如表面積、表面能、表面形態等;化學性質如晶體結構、表面官能團等)有很大差別,使高嶺土的應用范圍具有局限性。因此,研究、開發不同表面改性的方法,適應高嶺土在不同行業中的應用要求,是擴大高嶺土的應用范圍及效果的重要手段。
經選礦提純和粉碎加工后的高嶺土粉體表面帶有羥基和含氧基團,具有酸性;經過煅燒加工后的高嶺土酸性更強,此外比表面積較大、表面能較高,與有機高聚物的相容性差。因此在用作高聚物基(如環氧樹脂或乙烯樹脂)材料的填料時要對其進行表面改性處理。
一、高嶺土表面改性方法及工藝:
高嶺土的表面改性一般采用表面化學包覆的方法。常用的表面改性劑主要有硅烷偶聯劑、有機硅(油)或硅樹脂、表面活性劑及有機酸等。用途不同,所選用的表面改性劑的品種和配方也有所不同。
硅烷偶聯劑是高嶺土填料最常用和最有效的表面改性劑。處理工藝比較簡單,一般是將高嶺土粉和配置好的硅烷偶聯劑一起加入改性機中進行表面包覆處理。工藝可以連續進行,也可以批量進行。影響最終處理效果的因素主要是高嶺土粉的粒度、比表面積及表面特性、硅烷偶聯劑的品種、用量、用法、改性設備的性能以及表面改性處理的時間、溫度等。
用于電線電纜絕緣材料的高嶺土填料除了硅烷偶聯劑之外,還常用硅油進行表面改性。這種用硅油進行表面改性的高嶺土大多是經過超細粉碎和煅燒加工后的超細煅燒高嶺土。改性工藝過程和設備與用硅烷偶聯劑相似。
采用不飽和有機酸,如乙二酸、葵二酸、二羧基酸等也可用于胺化后的高嶺土粉體的表面改性,這種改性高嶺土可用作尼龍66等的填料。
陽離子表面活性劑,如十八烷基胺等也可用于高嶺土粉體的表面改性。其極性基團通過化學吸附和物理吸附與高嶺土顆粒表面作用。經有機胺改性后的高嶺土表面疏水性增強。
無機表面改性劑二氧化鈦也可以用于煅燒高嶺土的表面改性。改性方法是在水溶液中的表面沉淀反應,改性產物經洗滌、過濾和干燥后即得表面二氧化鈦包膜的煅燒高嶺土。
二、改性高嶺土的應用
高嶺土粉體經過表面改性后,能達到疏水、降低表面能、改善其分散性和與高聚物基料的相容性,以達到提高塑料、橡膠等高聚物基復合材料綜合性能的目的。
如在熱塑性塑料中,改性高嶺土對于提高塑料的玻璃化溫度、抗張強攻和模量特別有效;在熱固性塑料中,改性高嶺土具有增強塑料制品和預防模壓表面的“起霜”及纖維表露的作用;改性后的煅燒高嶺土填充于電線電纜護套中,特別是絕緣膠料中,不僅可以提高膠料的模量和抗張強度、改善耐磨性和抗切口延伸性,而且可獲得穩定的受潮電性能,增大體積電阻率,是高性能電纜絕緣材料不可或缺的無機功能填料;表面改性后的高嶺土填充于皮帶,可改進皮帶的耐磨性并增加抗撕裂強度;填充于鞋底可增加鞋底的撓曲壽命,提高耐磨性。
綜上所述,高嶺土的改性是一項應用廣泛的精加工技術,隨著研究開發的不斷深入,市場的不斷開拓,新技術、新產品將不斷涌現,推陳出新。相信改性高嶺土將有更多的品種、更好的使用性能與效果。
【歡迎進入粉體論壇討論】
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|