山西高嶺土改性方法有哪些？鑫晶泰小編整理介紹

許多應(yīng)用領(lǐng)域都對(duì)高嶺土的表面或界面性質(zhì)有特殊要求，為了滿足應(yīng)用要求必須對(duì)其進(jìn)行表面改性。表面改性是高嶺土非常重要的深加工改性方法之一，是指根據(jù)應(yīng)用的需要，對(duì)高嶺土表面進(jìn)行物理、化學(xué)或機(jī)械方法處理，以達(dá)到提高高嶺土的白度、亮度、表面活性或改善與聚合物相容性等目的。

對(duì)高嶺土表面改性主要有以下幾種方式:煅燒、偶聯(lián)劑、吸附、表面包覆。

1.煅燒改性

鍛燒改性是指高溫鍛燒高嶺土，將高嶺土表面的部分或者全部的羥基脫除，獲得特殊的表面性質(zhì)，使得高嶺土的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由有序的片晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o(wú)序的高嶺土。煅燒使高嶺土脫去水和揮發(fā)性物質(zhì)，其目的在于提高高嶺土的純度、白度。煅燒后的高嶺土具有白度高、密度小、比表面積增大、吸油性增加、熱穩(wěn)定性高和絕緣性等特點(diǎn)。

2.偶聯(lián)劑改性

偶聯(lián)劑處理是利用高嶺土表面的活性基團(tuán)與偶聯(lián)劑間的相互作用，從而達(dá)到改變高嶺土表面性質(zhì)的目的。偶聯(lián)劑處理通常有濕法處理和干法處理兩種處理方法。

偶聯(lián)劑改性作用機(jī)理是偶聯(lián)劑經(jīng)水解后形成一種同時(shí)含有親水基團(tuán)（通常為Si-OH）和疏水基團(tuán)的兩性物質(zhì)，高嶺土顆粒表面基團(tuán)可與親水基團(tuán)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵，而疏水基團(tuán)則可與聚合物相結(jié)合，或兩種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行生成更穩(wěn)固的化學(xué)鍵，從而達(dá)到改性目的。

常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，此外還有鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、疊氮偶聯(lián)劑、有機(jī)鉻類偶聯(lián)劑、鋯類偶聯(lián)劑及脂肪酸、醇、酯等。目前只有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用機(jī)理比較清楚。

3.表面包覆改性

此法是較早使用且操作簡(jiǎn)便的傳統(tǒng)改性方法，適用于使用條件不高的高嶺土。

原理是通過(guò)物理吸附或化學(xué)吸附的方式，在高嶺土表面包覆一層有機(jī)或無(wú)機(jī)聚合物而達(dá)到表面改性的目的。

此法優(yōu)點(diǎn)是高嶺土改性后可以使材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及催化劑活性增強(qiáng)，粉末的聚集程度減弱，分散性及流動(dòng)性得到改善。

4.表面反應(yīng)法改性

此法是化學(xué)反應(yīng)法，指改性劑與高嶺土表面羥基基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生疏水基或者進(jìn)一步產(chǎn)生疏水基團(tuán)，引起表面性質(zhì)發(fā)生改變。

此法既降低了表面能又改善了高嶺土的疏水性和反應(yīng)活性。

改性劑可以直接改性高嶺土，也可以在其表面先反應(yīng)生成離子，再通過(guò)離子交換的方式終達(dá)到改性目的，此法重要手段有酯化、鹵化、胺化等[6]。

5  插層法改性

插層改性方法是利用層狀結(jié)構(gòu)粉體顆粒晶體層間較弱的結(jié)合力或者層間含有可交換的陽(yáng)離子等特性，采用化學(xué)反應(yīng)或離子交換等方法改變粉體的層間和界面性質(zhì)。

高嶺土不可進(jìn)行陽(yáng)離子交換，但高嶺土層間存在易形成氫鍵的-OH 和Si-O 鍵，層間距較小，只允許部分性小分子通過(guò)，可以將這些性小分子插入高嶺土層間并破壞其氫鍵，撐大層間距，使層間的親水性變?yōu)槭杷?，有利于其他有機(jī)物大分子通過(guò)置換過(guò)程進(jìn)入，使得高嶺土以納米尺度的剝離狀態(tài)分散到各種基體中。

6  機(jī)械力化學(xué)法改性

機(jī)械力化學(xué)改性法實(shí)質(zhì)上是借助機(jī)械能激活顆粒和表面改性劑發(fā)生作用，達(dá)到將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的目的，可通過(guò)強(qiáng)機(jī)械力攪拌、沖擊、研磨等方法實(shí)現(xiàn)。

此法在粉體的復(fù)合方面也做出了重要貢獻(xiàn)，可以借助機(jī)械外力使粉體顆粒表面包覆上一層更細(xì)或具有功能性的粉體顆粒，上述表面包覆改性為化學(xué)沉淀。而此法為機(jī)械化學(xué)作用。機(jī)械力化學(xué)改性法采用不同的機(jī)器以及改性工藝，則粉體的改性效果也不同。

除了上述幾種常用的方法外，凝聚共沉法、粒子表面離子互換、輻照改性等方法也是山西高嶺土表面改性的有效手段。

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