高岭土改性的研究与应用,国内外专利文献、资料时有报道,成果显著、发展迅速,改性高岭土年用量以较大幅度增长。改性高岭土比改性碳酸钙、硅酸钙、氧化铝、二氧化硅和云母的用量、用途及效果更胜一筹。高岭土的改性从广义讲可以通过物理、化学或机械的方法进行。对高岭土进行煅烧是改性,超微粉碎也是改性,因为它们均能赋予高岭土更好的活性(物理的、化学的)和更好、更广泛的应用特性[1]。
由于高岭土的矿物形成条件及开采加工方法的差异,导致其表面性能(物理性质如表面积、表面能、表面形态等;化学性质如晶体结构、表面官能团等)有很大差别,使高岭土的应用范围具有局限性[2]。因此,研究、开发不同表面改性的方法,适应高岭土在不同行业中的应用要求,是扩大高岭土的应用范围及效果的重要手段。
1高岭土矿物表面物理化学特征
高岭土又称瓷石,是多种矿物组成的含水铝硅酸盐的集合体,主要有用的成分是高岭石,其晶体化学式为2Al2Si2O5(OH)8或2SiO2?Al2O3?2H2O,显然是一种含水铝硅酸盐。高岭石中的水是以—OH的形式存在,其晶体结构的特点是由—Si—O四面体层和—Al—(O,OH)八面体层连接而成。高岭石每个结构单元层的O与相邻结构单元层八面体层的—OH通过氢键相结合,使高岭土结构单元呈层状堆积。这种层间力由于是弱的氢键和范德华力,故高岭土形态主要呈板状,易于沿与层面平行的方向裂开,而被加工成超细粉。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,产生高岭石(极性有机分子嵌合复合体)。有机分子进入层间域,并于结构层两表面与氢键相结合,其结果:1)使高岭土的结构单元层厚增大；2)改变了高岭土的表面性质(如亲水性等),使高岭土的应用领域由此而拓宽[2]
2高岭土的表面改性方法
对高岭土表面改性,主要是提高其白度、亮度、表面化学活性及与聚合物的相容性等。
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