介绍
高岭土改性的研究和应用在国内外专利文献和资料中时有报道，成绩显著，发展迅速。改性高岭土的年消耗量大幅度增加。与改性碳酸钙、硅酸钙、氧化铝、二氧化硅、云母等相比，改性高岭土在用量、用途、效果等方面更为优越。从广义上讲，高岭土可以通过物理、化学或机械方法进行改性。煅烧高岭土是一种改性，超细粉碎也是一种改性，因为两者都能赋予高岭土更好的活性(物理的和化学的)，更好更广的应用特性[1]。
由于高岭土的矿物形成条件和开采加工方法的差异，其表面性质(物理性质如表面积、表面能、表面形貌等。)都是造成的。化学性质，如晶体结构、表面官能团等。)差别很大，限制了高岭土的应用范围[2]。因此，研究和开发不同的表面改性方法，以满足高岭土在不同行业的应用要求，是扩大高岭土应用范围和效果的重要手段。
1.高岭土矿物表面的物理化学特性
高岭土，也称为瓷石，是由各种矿物组成的含水铝硅酸盐的集合。主要有用成分是高岭石，其晶体化学式为2Al2Si2O5(OH)8或2SiO2 & # 8226氧化铝& # 8226；2H2O，这显然是一种含水铝硅酸盐。高岭石中的水以—OH形式存在，其晶体结构以—Si—O四面体层和—Al—(O，OH)八面体层连接为特征。高岭土各结构单元层的o与相邻结构单元层的八面体层的—OH通过氢键结合，使高岭土的结构单元呈层状。由于氢键和范德华力较弱，高岭土的层间力以板状为主，容易沿平行于平面的方向开裂，被加工成超细粉。在自然界中，高岭土以鳞片状存在，它能与许多极性分子如HC—ONH2、CH3CONH2、(NH2)2CO等相互作用。生成高岭石(极性有机分子嵌合复合体)。有机分子进入层间域并与结构层两面的氢键结合，导致:1)增加高岭土结构单元层的厚度；2)改变高岭土的表面性质(如亲水性等。)，拓宽了高岭土的应用领域[2]。
二、高岭土的表面改性方法
高岭土的表面改性主要是提高其白度、亮度、表面化学活性和与聚合物的相容性。
目前，主要的方法有:
煅烧是高岭土脱水和挥发物质的一种方法。其目的是提高高岭土的白度和纯度，改变其晶体结构、表面和加工性能。煅烧高岭土具有白度高、密度低、吸油量增加、比表面积增大、遮盖性和耐磨性好、绝缘性和热稳定性高等特点。
—偶联剂处理也是高岭土表面改性的一种方法，利用偶联剂与高岭土表面活性基团的相互作用来改变高岭土的性质。偶联剂处理高岭土的主要方法:1)湿法处理。将高岭土粉末浸入溶有偶联剂的溶液中，在一定温度下作用，然后将高岭土粉末从溶剂中分离出来，干燥粉末。与干法相比，湿法具有偶联剂与粉体混合均匀的优点，但也存在加工工艺复杂、溶剂消耗大、成本高等缺点。目前这种技术很少使用。用于高岭土表面处理的偶联剂有很多种。目前广泛使用的有硅烷、钛酸酯、胺类和脂肪酸类表面活性剂、铝钛复合物和锆偶联剂。2)干处理。将高岭土微粉放入高速混合机中，在一定温度下搅拌干燥，缓慢加入溶解有偶联剂的溶剂和添加剂，搅拌一定时间后即可制得表面改性的高岭土填料。由于改性剂的用量很少，通常只占粉体的1% ~ 5%，为了干法混合包覆改性剂和粉体，应充分注意设备和操作工艺，力求尽可能达到湿法的效果。
-包覆处理(Coating treatment)是通过在高岭土微粉表面包覆有机或无机物质来改善高岭土微粉性能的一种方法。该方法简单实用，一些应用要求不高的高岭土产品常采用该方法进行改性，如硬脂酸包覆高岭土粉作为普通橡胶填料。
化学接枝是利用高岭土表面的活性OH基团在一定条件下能与其他物质形成化学键或被其他基团取代的原理，对高岭土表面进行处理的方法。经过化学接枝处理的高岭土可以大大改善填料的性能，可以根据需要选择合适的接枝体和不同的改性条件来达到不同的改性目的。该方法在生产精细化、专业化产品方面具有很大优势，是高岭土深加工的一个主要方面。
三、改性高岭土的应用
改性后，高岭土与有机高分子材料之间的交联性得到改善，分散性得到提高，承受外部载荷的有效截面增大，有机高分子制品的力学性能得到增强，功能性得到大幅提高。因此，改性高岭土的应用非常广泛。
(一)改性高岭土在涂料中的应用
高岭土作为一种填料，因其化学惰性、流动性好、颜色洁白、价格低廉、晶体表面阳离子交换容量大，并可通过一定的处理提高其分散性，在乳胶漆和涂料中的应用由来已久。适用的粒度范围很广，如亚光或亚光漆中使用的粗高岭土；细高岭土用于高光泽涂料或乳胶。
涂料行业常用的高岭土有两种:1)洗涤超细高岭土；2)煅烧超细高岭土。煅烧高岭土是近年来发展起来的一种新型功能填料。作为涂料的填料，不仅具有较高的白度和不透明度，还能在高聚物中提供良好的稳定性和颜色，并具有良好的遮盖力、柔软耐磨、耐磨、不收缩等特性[3]。
高岭土作为白色填料，本身不具有遮盖力，但如果按一定比例添加到白色涂料中，可以起到增亮剂的作用，提高涂料的遮盖力。因此可以部分替代主颜料(如TiO2BaSO4 & # 8226ZnS)，降低了产品成本[5]。
(2)改性高岭土在塑料中的应用
在塑料工业中，高岭土可以代替重质CaCO3作为PVC、PP、聚酯、尼龙、酚醛树脂等塑料的填料，用于生产塑料地板和水管[6]。用高岭土作为塑料的填料可以使塑料表面光滑，提高尺寸精度和耐化学腐蚀性等。特别是在高绝缘电缆塑料的生产中，可以提高其电阻率，这是其他无机矿物填料无法比拟的。
将改性煅烧高岭土应用于其他塑料制品中，可大大提高尺寸稳定性、冲击强度、变形温度等。并能增加添加量，降低成本[4]。
(3)改性高岭土在橡胶中的应用
在橡胶制品生产中，提高各种配合剂在混炼胶中的分散性和交联度是保证混炼胶质地均匀和产品性能优良的关键。橡胶制品的力学性能主要受填料的结构、粒径、粒径分布、物理化学性质的影响[7]。例如，粒状无机填料有利于橡胶产品生产中的加工和成型。但会造成应力集中，降低产品的机械性能。在鳞片状无机填料的填充过程中，矿物的定向排列将有助于提高产品的伸长率、断裂等力学指标。无机填料的表面能直接影响其在胶料中的分散性。填料经过适当的偶联剂和工艺改性后，可以降低表面能，增强彼此的交联和分散[4 ~ 6]。
高岭土作为填料和补强剂，可以提高橡胶制品的档次。这是因为粉状高岭土混入橡胶中，形成有机聚合物(橡胶)-无机(高岭土)复合材料，可以改善橡胶制品的物理化学性能，如橡胶制品的机械强度、耐磨性、耐酸碱腐蚀性和稳定性，以及改善胶料的加工性能(如绕辊、吃粉速度、压延和挤出等。).同时可以明显降低橡胶制品的成本，提高经济效益。然而，用作橡胶补强剂的高岭土的锰含量必须
四。结论。
综上所述，高岭土的改性是一种应用广泛的整理技术。随着研发的深入，以及市场的不断发展，新技术和新产品会不断涌现。相信改性高岭土将会有更多的品种，更好的性能和效果。
参考
[1]潘麟等.高岭土的功能和改性作用.国外金属矿山选矿，1998年(特刊):354 ~ 357。
[2]吴自强等.高岭土的晶体结构、性质及其在涂料工业中的应用。中国涂料，1995 (6): 45 ~ 16。
[3]张、雍。有机硅对高填充复合材料力学性能的影响[J].聚合物和聚合物组合物，872000.45~46。
[4]CarpentierFabien(ENSCL)等。流变研究离子绝缘:在乙烯-乙烯-醋酸乙烯共聚物-氢氧化镁/锌硼酸盐配方中的应用[J].聚合国际铝，9102000.55~56。
[5]李宝志1高岭土在聚乙烯农膜中的应用研究[M].非金属矿物，1999 (4): 23 ~ 24。
李宝志。改性无机填料在橡胶制品中的应用效果研究[J].中国非金属矿产工业指南，2000 (6): 14 ~ 15。
郑水林。粉末表面改性[M].建筑材料工业出版社，1995: 35 ~ 36。
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