高岭土的改性方法
2017-03-24 17:46 来源:矿材网 编辑:矿材网

 高岭土是以高岭石和多水高岭石为主要矿物成分的粘土矿,其结构为二八面体,由 1∶1 的硅氧四面体和铝氧八面体组成,硅氧四面体和氧八面体共用氧原子,属三斜晶系,其理论化学组成为SiO2 46.54%、Al2O3 39.5%、H2O 13.96% 。在该矿物的晶格中,存在少量离子的相互置换。高岭土表面存在羟基,亲水性较强,具有粘结性、可塑性等重要性能,是陶瓷生产中的主要原料之一。

 随着科技进步和工业发展,普通高岭土已不能满足现代工业生产的需求,而改性高岭土因其具有良好的可塑性、抗酸溶性、耐火性、比表面积大等理化性能而被广泛应用。

 高岭土的改性方法:

 1、高岭土表面改性

 高岭土表面改性是指根据需要用物理、化学或机械方法对高岭土粉体表面进行处理,以改变其表面的物理化学性质(如表面晶体结构、官能团、表面能、表面电性、表面浸润性、表面吸附性和反应特性。

 1。1煅烧改性

 高岭土煅烧改性的目的是增加孔隙率、提高活性。煅烧活化的实质是高岭土层间氢键发生断裂,脱除其中的吸附水、结晶水和有机质,使原来有序的高岭石晶体片层结构变成无序的偏高岭石结构,从而导致其原晶体内层的部分基团外露、表面活性点的种类以及数量的增多,反应活性得到较大程度的提高。

煅烧高岭土时应注意温度的选择,在较低温度煅烧,高岭土的活性较大;在较高温度煅烧,可形成铝尖晶石,并在一定温度下有莫来石产生,此时高岭土的活性较小,不能满足一些高分子材料制品的需要。因此,在不同的制品中应用应选择不同的煅烧温度,例如填充电缆胶料时就需要低温煅烧高岭土,其表面活性较大;当用作涂料的填料时,煅烧温度可以偏高,因为它主要是替代部分颜料,但也不能过高,以免产生莫来石化。

 1。2偶联剂改性

 偶联剂改性是通过化学方法使高岭土微细颗粒表面包覆一层有机偶联剂,从而使高岭土表面性质由亲水疏油变成亲油疏水,增强高岭土与有机物基体之间的相容性。

 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、锆类偶联剂及高级脂肪酸、醇、酯等。

 1.3其他改性法

 (1)表面反应法

 表面反应法是指改性剂通过与高岭土表面的活性基团发生化学反应,引入疏水或可进一步反应的疏水基团从而改变表面性质的方法,在降低了表面能的同时改善了亲油性和反应性。

 (2)表面包覆法表面包覆改性是通过物理吸附或化学吸附的形式在高岭土粉体表面包覆上一层聚合物而达到表面改性的目的。

 (3)除了上述方法外,高岭土表面改性方法还有表面接枝、粒子表面离子交换、等离子体改性和辐照改性等。

 2、高岭土的酸改性

 高岭土酸改性是根据高岭土在煅烧过程中形成的四面体铝具有的酸反应活性,使其与酸性物质进行抽提反应。 反应过程中氧化铝及其 Fe2O3TiO2等杂质浸出,使高岭土颗粒表面形成部分孔隙,从而达到改变其酸性、孔径和比表面积的目的。

 

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