高嶺土的改性方法
2017-03-24 17:46 來源:礦材網 編輯:礦材網

 高嶺土是以高嶺石和多水高嶺石為主要礦物成分的粘土礦,其結構為二八面體,由 1∶1 的硅氧四面體和鋁氧八面體組成,硅氧四面體和氧八面體共用氧原子,屬三斜晶系,其理論化學組成為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。高嶺土表面存在羥基,親水性較強,具有粘結性、可塑性等重要性能,是陶瓷生產中的主要原料之一。

 隨著科技進步和工業發展,普通高嶺土已不能滿足現代工業生產的需求,而改性高嶺土因其具有良好的可塑性、抗酸溶性、耐火性、比表面積大等理化性能而被廣泛應用。

 高嶺土的改性方法:

 1、高嶺土表面改性

 高嶺土表面改性是指根據需要用物理、化學或機械方法對高嶺土粉體表面進行處理,以改變其表面的物理化學性質(如表面晶體結構、官能團、表面能、表面電性、表面浸潤性、表面吸附性和反應特性。

 1.1煅燒改性

 高嶺土煅燒改性的目的是增加孔隙率、提高活性。煅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片層結構變成無序的偏高嶺石結構,從而導致其原晶體內層的部分基團外露、表面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。

煅燒高嶺土時應注意溫度的選擇,在較低溫度煅燒,高嶺土的活性較大;在較高溫度煅燒,可形成鋁尖晶石,并在一定溫度下有莫來石產生,此時高嶺土的活性較小,不能滿足一些高分子材料制品的需要。因此,在不同的制品中應用應選擇不同的煅燒溫度,例如填充電纜膠料時就需要低溫煅燒高嶺土,其表面活性較大;當用作涂料的填料時,煅燒溫度可以偏高,因為它主要是替代部分顏料,但也不能過高,以免產生莫來石化。

 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面包覆一層有機偶聯劑,從而使高嶺土表面性質由親水疏油變成親油疏水,增強高嶺土與有機物基體之間的相容性。

 常用的偶聯劑有硅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)表面反應法

 表面反應法是指改性劑通過與高嶺土表面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而改變表面性質的方法,在降低了表面能的同時改善了親油性和反應性。

 (2)表面包覆法表面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表面包覆上一層聚合物而達到表面改性的目的。

 (3)除了上述方法外,高嶺土表面改性方法還有表面接枝、粒子表面離子交換、等離子體改性和輻照改性等。

 2、高嶺土的酸改性

 高嶺土酸改性是根據高嶺土在煅燒過程中形成的四面體鋁具有的酸反應活性,使其與酸性物質進行抽提反應。 反應過程中氧化鋁及其 Fe2O3TiO2等雜質浸出,使高嶺土顆粒表面形成部分孔隙,從而達到改變其酸性、孔徑和比表面積的目的。

 

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