高嶺土是以高嶺石和多水高嶺石為(wei) 主要礦物成分的粘土礦,其結構為(wei) 二八麵體(ti) ,由 1∶1 的矽氧四麵體(ti) 和鋁氧八麵體(ti) 組成,矽氧四麵體(ti) 和鋁氧八麵體(ti) 共用氧原子,屬三斜晶係,其理論化學組成為(wei) SiO2 46.54%、Al2O3 39.5%、H2O 13.96% 。在該礦物的晶格中,存在少量離子的相互置換。高嶺土表麵存在羥基,親(qin) 水性較強,具有粘結性、可塑性等重要性能,是陶瓷生產(chan) 中的主要原料之一。
隨著科技進步和工業(ye) 發展,普通高嶺土已不能滿足現代工業(ye) 生產(chan) 的需求,而改性高嶺土因其具有良好的可塑性、抗酸溶性、耐火性、比表麵積大等理化性能而被廣泛應用。
高嶺土的改性方法:
1、高嶺土表麵改性
高嶺土表麵改性是指根據需要用物理、化學或機械方法對高嶺土粉體(ti) 表麵進行處理,以改變其表麵的物理化學性質(如表麵晶體(ti) 結構、官能團、表麵能、表麵電性、表麵浸潤性、表麵吸附性和反應特性。
1.1煆燒改性
高嶺土煆燒改性的目的是增加孔隙率、提高活性。煆燒活化的實質是高嶺土層間氫鍵發生斷裂,脫除其中的吸附水、結晶水和有機質,使原來有序的高嶺石晶體(ti) 片層結構變成無序的偏高嶺石結構,從(cong) 而導致其原晶體(ti) 內(nei) 層的部分基團外露、表麵活性點的種類以及數量的增多,反應活性得到較大程度的提高。
煆燒高嶺土時應注意溫度的選擇,在較低溫度煆燒,高嶺土的活性較大;在較高溫度煆燒,可形成鋁尖晶石,並在一定溫度下有莫來石產(chan) 生,此時高嶺土的活性較小,不能滿足一些高分子材料製品的需要。因此,在不同的製品中應用應選擇不同的煆燒溫度,例如填充電纜膠料時就需要低溫煆燒高嶺土,其表麵活性較大;當用作塗料的填料時,煆燒溫度可以偏高,因為(wei) 它主要是替代部分顏料,但也不能過高,以免產(chan) 生莫來石化。
1.2偶聯劑改性
偶聯劑改性是通過化學方法使高嶺土微細顆粒表麵包覆一層有機偶聯劑,從(cong) 而使高嶺土表麵性質由親(qin) 水疏油變成親(qin) 油疏水,增強高嶺土與(yu) 有機物基體(ti) 之間的相容性。
常用的偶聯劑有矽烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑,此外還有鋁酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、疊氮偶聯劑、有機鉻類偶聯劑、鋯類偶聯劑及高級脂肪酸、醇、酯等。
1.3其他改性法
(1)表麵反應法
表麵反應法是指改性劑通過與(yu) 高嶺土表麵的活性基團發生化學反應,引入疏水或可進一步反應的疏水基團從(cong) 而改變表麵性質的方法,在降低了表麵能的同時改善了親(qin) 油性和反應性。
(2)表麵包覆法表麵包覆改性是通過物理吸附或化學吸附的形式在高嶺土粉體(ti) 表麵包覆上一層聚合物而達到表麵改性的目的。
(3)除了上述方法外,高嶺土表麵改性方法還有表麵接枝、粒子表麵離子交換、等離子體(ti) 改性和輻照改性等。
2、高嶺土的酸改性
高嶺土酸改性是根據高嶺土在煆燒過程中形成的四麵體(ti) 鋁具有的酸反應活性,使其與(yu) 酸性物質進行抽提反應。 反應過程中氧化鋁及其 Fe2O3和TiO2等雜質浸出,使高嶺土顆粒表麵形成部分孔隙,從(cong) 而達到改變其酸性、孔徑和比表麵積的目的。





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