中國(guó)粉體網(wǎng)訊  高嶺土(kaolin)是一種以高嶺石族黏土礦物為主的黏土和黏土巖，屬于非金屬礦產(chǎn)，因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。高嶺土分為非含煤建造高嶺土和煤系高嶺土(巖)兩種，目前，世界上生產(chǎn)的高嶺土絕大多數(shù)屬于前者。

高嶺土作為一種重要的礦物原料，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。陶瓷工業(yè)中，高嶺土主要用作陶瓷原料用于制作各種陶瓷；耐火材料及水泥工業(yè)中，品位較高的高嶺土可用于制作光學(xué)玻璃、玻璃纖維用坩堝及實(shí)驗(yàn)室用坩堝；純度較低的高嶺土可用作制作耐火磚、耐火泥等耐火材料；在造紙工業(yè)中，高嶺土用于紙張的填料和涂料；橡膠工業(yè)中，高嶺土用作補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑。

許多應(yīng)用領(lǐng)域都對(duì)高嶺土的表面或界面性質(zhì)有特殊要求，為了滿足應(yīng)用要求必須對(duì)其進(jìn)行表面改性。表面改性是高嶺土非常重要的深加工改性方法之一，是指根據(jù)應(yīng)用的需要，對(duì)高嶺土表面進(jìn)行物理、化學(xué)或機(jī)械方法處理，以達(dá)到提高高嶺土的白度、亮度、表面活性或改善與聚合物相容性等目的。

高嶺土的表面改性

對(duì)高嶺土表面改性主要有以下幾種方式:煅燒、偶聯(lián)劑、吸附、表面包覆。

煅燒改性

鍛燒改性是指高溫鍛燒高嶺土，將高嶺土表面的部分或者全部的羥基脫除，獲得特殊的表面性質(zhì)，使得高嶺土的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由有序的片晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o(wú)序的高嶺土。

高嶺土煅燒時(shí)應(yīng)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，并在一定溫度下會(huì)有莫來(lái)石產(chǎn)生，此時(shí)高嶺土的活性較小，不能滿足部分高分子材料制品的需求。

表面包覆法改性

表面包覆法通過(guò)物理吸附或化學(xué)吸附等方法在高嶺土表面包覆一層有機(jī)物達(dá)到改性的目的。常用的改性劑為硬脂酸、三甲基丙烯酸甘油脂、三甲氧基丙烷三縮水甘油醚、低分子聚乙烯蠟等。

此法優(yōu)點(diǎn)是高嶺土改性后可以使材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及催化劑活性增強(qiáng)，粉末的聚集程度減弱，分散性及流動(dòng)性得到改善。

偶聯(lián)劑改性

偶聯(lián)劑處理是利用高嶺土表面的活性基團(tuán)與偶聯(lián)劑間的相互作用，從而達(dá)到改變高嶺土表面性質(zhì)的目的。偶聯(lián)劑處理通常有濕法處理和干法處理兩種處理方法。

濕法處理是將高嶺土粉料浸入溶有偶聯(lián)劑的溶液中，在一定溫度下作用，然后使溶劑與高嶺土粉分離，再將粉料進(jìn)行干燥處理。相比于干法處理，濕法具有粉料與偶聯(lián)劑混合均勻的優(yōu)點(diǎn)，但濕法處理加工工藝較復(fù)雜、溶劑損失大、成本高。

干法處理是將高嶺土微粉投放入高速攪拌混合器中，在一定的溫度下攪拌、烘干，將溶有偶聯(lián)劑的溶劑和助劑緩慢加入，經(jīng)一定時(shí)間的攪拌處理后，就可制得表面改性的高嶺土填料。

插層法改性

插層改性方法是利用層狀結(jié)構(gòu)粉體顆粒晶體層間較弱的結(jié)合力或者層間含有可交換的陽(yáng)離子等特性，采用化學(xué)反應(yīng)或離子交換等方法改變粉體的層間和界面性質(zhì)。

液相插層法作為比較常用的一種高嶺土插層改性法，其應(yīng)用范圍比較廣。插層劑在乳液或溶液狀態(tài)下的反應(yīng)，是對(duì)液相插層法的體現(xiàn)。

蒸發(fā)溶劑插層法作為一種液相插層，其原理在于：首先小分子蒸發(fā)溶劑需要完成濃縮混合環(huán)節(jié)，然后再進(jìn)入高嶺土層間，繼續(xù)完成插層環(huán)節(jié)。

機(jī)械力化學(xué)插層法的原理在于：借助機(jī)械研磨、攪拌、剪切以及抽濾過(guò)程所產(chǎn)生的作用，將機(jī)械能施加于插層劑中，以此誘發(fā)其發(fā)生物理或化學(xué)性質(zhì)的反應(yīng)，進(jìn)而讓高嶺土與插層劑之間產(chǎn)生作用，促使高嶺土插層改性的順利實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

從21世紀(jì)開(kāi)始，有機(jī)高分子制品行業(yè)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和開(kāi)放階段。從數(shù)量主導(dǎo)型向質(zhì)量、品種、效益為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過(guò)渡，以達(dá)到產(chǎn)業(yè)開(kāi)放的目標(biāo)。

為此我們高嶺土行業(yè)也要面對(duì)現(xiàn)實(shí)，應(yīng)圍繞有機(jī)高分子制品行業(yè)的發(fā)展方向，并與其產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)緊密結(jié)合，把高嶺土的表面改性向高質(zhì)量型、高技術(shù)型、高附加值以及多功能型轉(zhuǎn)化，將煅燒高嶺土的表面改性提高到一個(gè)更高的層次。

參考來(lái)源

楊曉林.高嶺土表面改性的技術(shù)和方法

馮有利.高嶺土表面改性方法與應(yīng)用

吳自強(qiáng).高嶺土晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其在涂料工業(yè)中的應(yīng)用

李曉曉.高嶺土濕法改性及應(yīng)用的研究