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高岭土是一种含铝的硅酸盐矿物，呈白色软泥状，颗粒细腻，状似面粉。因江西省景德镇高岭村而得名。高岭土同石英矿、云母矿、碳酸钙一起，被称作“四大非金属矿产”。高岭土化学成分相当稳定，被誉为“万能石”，被广泛应用于 造纸、陶瓷、橡胶、化肥、化纤、电子、石油化工、化学玻璃、耐火材料及建筑材料在内的各个领域。 今年国办发34号文中明确要求：要以石墨、高岭土、膨润土、硅藻土等非金属矿精深加工为重点。而深层次加工技术之一便是改性处理。 一、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。目前主要方法有： 1. 煅烧改性 煅烧改性是通过物理方法对高岭土进行热处理,把表面的部分或全部羟基脱掉，从而获得特殊的理化性能。 煅烧后的高岭土性质稳定，具有白度高、磨耗小和不透明等特点，适合用于合成分子筛、铝盐化工制品、水玻璃等。 煅烧高岭土时应注意温度的选择，在较低温度煅烧，高岭土的活性较大；在较高温度煅烧，可形成铝尖晶石，并在一定温度下有莫来石产生，此时高岭土的活性较小，不能满足一些高分子材料制品的需要。因此，在不同的制品中应用应选择不同的煅烧温度。 2. 偶联剂改性 偶联剂改性是通过化学方法使高岭土微细颗粒表面包覆一层有机偶联剂，从而使高岭土表面性质由亲水疏油变成亲油疏水，增强高岭土与有机物基体之间的相容性。其作用机理是偶联剂经水解变成一种同时具有亲水基团(通常为Si—OH)和疏水基团的两性物质，亲水基团可与高岭土颗粒表面基团产生化学反应，形成共价键，而疏水基团则可与聚合物相容结合，或同时进行反应生成更稳固的化学键，从而达到改性目的。 常用的偶联剂有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，此外还有铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、叠氮偶联剂、有机铬类偶联剂、锆类偶联剂及高级脂肪酸、醇、酯等。目前只有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的作用机理研究较透彻。 3. 包膜处理 包膜处理是利用有机物或无机物在高岭土微粉粒表面包膜而改进其使用性能的一种方法。该法简便、实用性强，对一些使用要求不高的高岭土产品常采用该法改性，如硬脂酸包膜高岭土粉作普通橡胶填料等。 4. 化学接枝处理 化学接枝处理是利用高岭土表面的活性—OH基在一定条件下能与其它物质形成化学键或被其它基团取代的原理，对高岭土表面进行处理的一种方法。经化学接枝处理的高岭土能极大地提高填料的性能，可根据需要选择合适的接枝体和不同的改性条件，达到不同的改性目的。在制造精细化、专用化产品方面，该方法具有较大的优势。 二、改性高岭土的应用 经改性后的高岭土,与有机高分子材料的交联性有了改善、分散性得到了提高、承受外界负荷的有效截面得到增加,使有机高分子材料制品的力学性能等得到增强,功能性大幅提高,所以改性高岭土的应用十分广泛。 1.改性高岭土在涂料中的应用 高岭土作为填充料很早就用于乳胶涂料和油漆中,这是因为它具有化学惰性、好的流动性能、色白、价廉。但由于高岭土微细颗粒彼此常聚集成二级颗粒，而且表面易吸附水，因此非极性的疏水基料无法很好地使其润湿和分散。而经表面改性后的高岭土，可提高与涂料有机树脂界面的交联作用，并对漆膜的内应力产生一定的影响，增强了内聚力和耐水侵蚀的稳定性，使两者的交联性得到明显提高。 煅烧高岭土是近年发展起来的一种新型功能型填料,经表面改性后的煅烧高岭土不仅具有较高的白度和不透明性,能在高聚合物中提供较好的稳定性和色泽,而且有较好的遮盖力、软而耐磨,并有抗磨蚀、不收缩等特性。 总之，经改性的高岭土可更多地代替颜料，节约树脂基料，降低成本，更好的石英现代高固性涂料的要求。 2.改性高岭土在塑料中的应用 高岭土经过剥片、煅烧及表面改性后，添加到PVC塑料中能大大提高其力学性能和电学性能。煅烧改性高岭土是PVC电缆中不可缺少的一种功能性填料。 经改性的高岭土应用到塑料产品中，可使产品尺寸稳定性、抗冲击强度和变形温度等均有较大的提高,并可增加填加量,降低成本，并可提高其电阻率,这是其它无机矿物填料所无法比拟的。 3．改性高岭土在橡胶中的应用 在橡胶制品生产中,提高各种配合剂在胶料中的分散和交联程度,是确保制品胶料质地均一和制品性能优异的关键。高岭土作为填料和补强剂,可提高橡胶制品的档次。这是因为在橡胶中掺入粉状高岭土后,形成有机高聚物(橡胶)—无机物(高岭土)复合材料,它能改善橡胶制品的物理化学性能,如可提高橡胶制品的力学强度、耐磨性、耐酸碱腐蚀性、稳定性以及改善胶料的加工性能(如包辊性、吃粉速度、压延压出等)。与此同时,可明显降低橡胶制品的成本,提高经济效益。 在各种橡胶制品中，煅烧高岭土除了作为填充料的功能外，还能起到如在汽车轮胎面胶和轮胎缓冲层中改善生产工艺的操作性能、提高制品的力学性能、代替白炭黑或炭黑起到一定的半补半强作用；在橡胶电缆的应用中还能获得很好的、稳定的电绝缘综合性能。 除此之外，改性高岭土应用于绝缘材料行业中，可起到阻燃、提高电阻率的效果；改性高岭土添加到尼龙等工程塑料中，可使产品的尺寸稳定性、硬度、变形温度等性能都有较大的提高，并可降低产品的成本；高岭土以其独特的性能在催化剂的制备中被广泛应用。通过热改性和化学改性，使其具有比较适合的中孔，有利于重油分子在催化剂上的吸脱附反应。 小结 综上所述,高岭土的改性是一项应用广泛的精加工技术,随着研究开发的不断深入,市场的不断开拓,新技术、新产品将不断涌现,推陈出新。对此，在继续深入研究高岭土改性方法机理的同时，要把其它新兴技术，如微波、超声波和等离子体等，用于高岭土的改性处理当中，从而突破传统处理方法的限制，改善材料的结构、物性等。相信改性高岭土将有更多的品种、更好的使用性能与效果。
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