高岭土是一种重要的粘土矿物和工业矿物，也是地壳中分布最广、用途最广的粘土矿物之一。迄今为止，高岭土因其具有可塑性、粘结性、分散性、吸附性和化学稳定性等优异性能，已被广泛应用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料等领域。

1.中国高岭土资源

中国高岭土资源以成因类型齐全、储量丰富、质地优良而闻名于世，已探明储量达35亿吨。到2013年，我国高岭土年产量已达632万吨。中国也是世界上最早发现和利用高岭土的国家之一，但在过去的几个世纪里，中国高岭土工业技术的发展与国外相比相对缓慢。直到1980年，随着我国国民经济的快速发展，对高岭土的性能提出了越来越高的要求，高岭土的消费结构也从传统的陶瓷工业转向造纸、塑料、石化等工业领域。进入21世纪后，随着我国经济技术水平的不断提高，科研人员对高分子材料、非金属矿物粉体、粉体表面改性等理论体系的认识进一步加深，对高岭土在相关领域的专业化、精细化、功能化提出了更高的要求。粉体表面改性技术已成为提高高岭土产品附加值必不可少的深加工技术之一。

2.高岭土常用的改性方法

高岭土表面改性的方法很多，常用的方法如下。

(1)煅烧改性

煅烧高岭土在世界上已有50多年的历史。通过煅烧高岭土，结构水、结晶水、碳和其他挥发性物质被除去，它成为偏高岭石。煅烧高岭土具有白度高、堆密度小、比表面积和孔容大、吸油性、遮盖性和耐磨性好、绝缘性和热稳定性高等特点。煅烧高岭土的煅烧温度必须严格控制。当超过翘曲所需的温度时，煅烧高岭土将产生新的相。

(2)偶联剂的改性

该偶联剂适用于各种有机聚合物和无机填料的复合体系。高岭土表面可以与偶联剂发生作用，偶联剂改性后的高岭土与有机相的相容性得到改善。常用的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛偶联剂和其他金属偶联剂。偶联剂的一端可以与高岭土表面的Si-O或Al-O发生化学结合，另一端向外延伸，赋予高岭土表面亲有机相的性质。偶联剂的改性过程相对简单，但目前只有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的机理比较清楚，其他偶联剂的机理有待进一步研究。

(3)有机聚合物的改性

改性表面活性剂、聚合物分散剂、有机小分子分散剂等。可以吸附在高岭土表面，从而改变高岭土表面的带电状态。这类表面改性剂主要包括十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸及其盐、聚丙烯酰胺等。表面改性后的高岭土颗粒主要适用于悬浮体系，最常见的应用是配制造纸用涂布液。

(4)表面涂层改性

表面包覆改性是通过物理吸附或化学吸附将一种有机物或无机物包覆在高岭土表面，从而达到表面改性的效果。如采用水解沉淀法，以高岭土或煅烧高岭土为核，在其表面包覆纳米氧化锌，改性后的氧化锌/高岭土复合材料的吸光度大大增加，可作为抗紫外线粉体材料。

(5)插层修饰

插层改性是将极性小分子插层到高岭土层间，使层间间距增大，层间亲水性变为亲油性的一种高岭土复合材料。根据不同的需要，以片状高岭土的形式均匀分散。由于高岭土层间表面的反应活性相对较低，有利于其他有机大分子通过置换过程进入高岭土层间，从而增强聚合物基体的抗老化性能。

3.高岭土作为橡塑填料的改性研究进展。

高岭土是塑料和橡胶制品的重要填料。过去用作填料时，一般认为产品性能主要取决于颗粒的粒度分布和比表面积。但现代科学研究证明，经过选矿、提纯、粉碎后的高岭土粉体表面呈酸性，含有大量含自由基和氧的官能团，煅烧后的高岭土酸性更强。此外，由于其大的比表面积和高表面能，高岭土与有机聚合物体系的相容性差。因此，将其作为聚合物基材料(如环氧树脂或乙烯基树脂)的填料时，必须对其进行表面改性，以获得性能更好的产品。

(1)用高岭土填料改性橡胶

高岭土作为一种填料，广泛应用于橡胶工业。将其添加到胶乳混合物中，可以改善橡胶的力学性能，提高橡胶制品的机械强度，增强耐磨性和化学稳定性，延长橡胶的硬化时间。研究发现，先对高岭土进行改性，然后将其作为填料添加到橡胶制品中，还可以提高制品的其他应用性能。

张研究了高岭土粒度、表面性质、填料含量和填料结构对高岭土/橡胶复合材料阻气性能的影响。结果表明，随着填料粒径的减小，填充橡胶材料的气密性逐渐提高。当高岭土粒径达到几百纳米时，复合材料的相对透气率为0.46，下降了54%。高岭土经特定改性剂改性后，复合材料的气密性可进一步提高。

廖泽东等用絮凝沉淀法将高岭土和黑液制成复合填料。结果表明，高岭土复合填料能提高丁腈橡胶(NBR)和丁苯橡胶(SBR)的加工安全性、交联密度和力学性能，并显著提高SBR的热稳定性。

杜燕燕等通过化学插层-超细粉碎-酸浸活化-干燥-表面改性制备了一种活性纳米高岭土。该材料作为丁苯橡胶的补强填料时具有较好的分散性，可以明显提高其拉伸强度和伸长率，同时使产品具有良好的疏水性。

(2)用高岭土填料改性塑料

高岭土作为填料不仅可以提高塑料制品的力学性能，还可以赋予其一些特殊的应用性能，如良好的电绝缘性、粘接强度、耐水性等。以改性高岭土为填料制成的塑料制品不仅表面光滑，而且能减少热裂和收缩，具有利于抛光、提高加工尺寸精度和耐化学腐蚀的优点。

顾传金等使用改性高岭土作为聚四氟乙烯的填料，通过熔融插层工艺，大大提高了塑料制品的耐磨性。其机理是聚四氟乙烯分子链插入高岭土的层状结构，达到增强基体和防止聚四氟乙烯剥离的目的。

在高岭土填料对酚醛树脂杨木胶合板胶合性能影响的研究中，赵鹏发现，用改性高岭土代替面粉作为填料，不仅可以提高其胶合强度，还可以大大提高其耐水性，大大改善胶合板层间开胶分层的问题。

凭借其优异的电绝缘性能，还可用作聚氯乙烯等聚乙烯绝缘电线的护套，尤其是将改性煅烧高岭土填充在电线电缆的护套中，不仅能提高橡胶的模量和拉伸强度，还能提高耐磨性和抗缺口拉伸性能，在潮湿环境中获得稳定的电绝缘性能。

4.结论与展望。

中国高岭土资源种类齐全，储量丰富。由于其独特的物理化学特性，改性后可以获得不同表面性质的功能粉体材料。因此，它作为橡塑填料具有很高的研究价值和广阔的市场发展前景。深入研究高岭土不同改性方法的机理，为其制备高性能材料提供理论依据，与实际应用性能的实验研究同样重要。因此，应在机理探索和实验研究、资源合理利用和市场开发、工艺技术和设备等方面不断优化和完善，使我国从高岭土资源大国成为高岭土产业强国。