高嶺土常用表面改性劑及選擇原則

　　高嶺土粉體經(jīng)過表面改性后，能達(dá)到疏水、降低表面能、改善其分散性和與高聚物基料的兼容性，以達(dá)到提高塑料、橡膠等高聚物基復(fù)合材料綜合性能的目的。

　　目前，高嶺土最主要的改性方法是表面化學(xué)改性，常用的表面改性劑主要有硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)硅(油)或硅樹脂、表面活性劑及有機(jī)酸等。

　　1、高嶺土常用表面改性劑

　　(1)硅烷偶聯(lián)劑

　　硅烷偶聯(lián)劑是高嶺土填料最常用和最有效的表面改性劑，由于硅烷偶聯(lián)劑的R為親有機(jī)基團(tuán)，所以煅燒高嶺土經(jīng)表面改性后即能夠與有機(jī)基體如橡膠、塑料相容。當(dāng)改性的高嶺土作為填料用于橡膠中時，在硫化過程中R基團(tuán)會與橡膠大分子發(fā)生反應(yīng)，從而使高嶺土分子完全分散、融合在橡膠基體分子中。

　　使用硅烷偶聯(lián)劑的處理工藝比較簡單，一般是將高嶺土粉和配置好的硅烷偶聯(lián)劑一起加人改性機(jī)中進(jìn)行表面包覆處理。工藝可以連續(xù)進(jìn)行，也可以批量進(jìn)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(表面官能團(tuán)及活性)、硅烷偶聯(lián)劑的品種、用量、用法、改性設(shè)備的性能以及表面改性處理的時間、溫度等。

　　(2)硅油

　　用于電線電纜填料(如聚氯乙烯)的高嶺土除了硅烷偶聯(lián)劑之外，還常利用1%-3%的硅油進(jìn)行表面改性，改性工藝過程和設(shè)備與用硅烷偶聯(lián)劑相似。

　　經(jīng)硅油處理后的煅燒高嶺土粉，用做電線電纜的填料，不僅可以提高電纜的機(jī)械物理性能，而且還可以改善或提高電纜的電絕緣性能和疏水性能，在潮濕和寒冷環(huán)境下的電絕緣性能提高顯著。

　　(3)不飽和有機(jī)酸

　　采用不飽和有機(jī)酸，如乙二酸、癸二酸、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做尼龍66等的填料。

　　(4)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(tuán)通過化學(xué)吸附和物理吸附與高嶺土顆粒表面作用。經(jīng)有機(jī)胺改性后的高嶺土表面疏水性增強(qiáng)。

　　(5)無機(jī)表面改性劑

　　二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鈣等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(yīng)，改性產(chǎn)物經(jīng)洗滌、過濾和干燥后即得表面二氧化鈦包膜的煅燒高嶺土。

　　2、高嶺土表面改性劑的選擇原則

　　表面改性劑的種類、用量和使用方法直接影響著表面改性的效果。用途不同，所選用的表面改性劑的品種和配方也有所不同。

　　如果僅從表面改性劑分子與無機(jī)粉體表面相互作用的角度來考慮，當(dāng)然是二者之間的相互作用越強(qiáng)越好，但是在實(shí)際操作中，還必須綜合考慮改性產(chǎn)品的成本、應(yīng)用目的等因素。

　　例如，當(dāng)煅燒高嶺土改性后用做電纜絕緣橡膠、塑料的填料時，就需要考慮表面改性劑的介電性能及體積電阻率;

　　如果改性高嶺土是用做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料，在選擇改性劑時，不但要考慮改性劑與高嶺土的粘結(jié)強(qiáng)度，而且還需要考慮改性劑分子與橡膠大分子之間的結(jié)合強(qiáng)度，只有使二者均達(dá)到最優(yōu)，才是改性效果最好的表面改性劑。

　　對于特定的應(yīng)用目的，有時需要采用兩種偶聯(lián)劑進(jìn)行混合改性，利用它們的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)行改性，會取得意想不到的良好效果，但是應(yīng)該注意兩種改性劑的使用方法和添加順序。

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