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高岭土表面改性效果5大影响因素
浏览量:188次 发布日期:2021-4-7 11:08:10

影响高岭土表面改性效果的因素主要是粒度、比表面积及表面特性(表面官能团及活性)、改性剂的品种、用量、用法、改性设备的性能以及表面改性处理的时间、温度等。

1、高岭土的表面官能团

高岭土的理化性能是进行表面改性的基础,特别是表面官能团,决定着高岭石在一定条件下的吸附特性、化学反应活性、电性和润湿性等。

高岭土属于层状硅酸盐矿物,经粉碎加工后的高岭土颗粒表面有羟基和含氧基团,具有酸性。pH值在6-7之间。在超细粉碎、煅烧过程中形成的Si-O,Al-O键成了主要的表面官能团,尤其是Si-O-Al键断裂后形成的Al-O键,将在改性反应中起到重要作用。而此时由于煅烧后脱去羟基,利用电位计测定的pH值一般为5.6-6.1,酸性进一步增强。

因此,煤系高岭土无论煅烧与否,表面均呈弱酸性,最适宜于用硅烷表面改性剂进行表面改性。

2、高岭土的结构缺陷

此外,煅烧在高岭土表面形成的结构缺陷,也将成为改性化学反应的主要活性点。尤其是高岭土煅烧后,除表面官能团发生变化外,内部结构也发生了变化,特别是当煅烧温度超过600℃后,煅烧高岭土已处于一种无序的非晶质相。高岭土的这种结构无序化必将影响其理化性能,进而对高岭土的表面改性工艺、机理及效果造成影响。

3、高岭土的粒度分布

高岭土经过深加工后的粒度除了细度要求外,其粒度分布的范围、分布特征(均匀性)都对高岭土在造纸、涂料、橡胶和塑料工业中的应用有着极大的影响。同时,粒度分布对高岭土改性的影响非常大,它决定着偶联剂的用量和反应条件的确定等。

4、高岭土的比表面积、表面能

高岭土的比表面积、表面能主要与其粒度组成关系密切。粒度越细,比表面积和表面能就越高,与有机化合物之间的结合能力就越强。此外,煤系高岭土煅烧后,由于失去羟基、表面存在大量的断键等因素而显示出极大的表面活性,表面能也相应增加。

但高岭土比表面积和表面能太高时易发生团聚现象,填充橡胶、塑料等有机高分子材料时不能均匀分散,反而不利于制品性能的提高。从这点来说,必须对煤系高岭土进行表面改性,以降低其表面能。

5、表面改性剂的种类、用量和使用方法

表面改性剂的种类、用量和使用方法直接影响着表面改性的效果。如果仅从表面改性剂分子与无机粉体表面相互作用的角度来考虑,当然是二者之间的相互作用越强越好,但是在实际操作中,还必须综合考虑改性产品的成本、应用目的等因素。

表面改性剂的使用方法也非常重要,使用方法得当,不仅可以提高表面改性效果,而且还会减少用量,降低生产成本。在对粉体进行表面改性时,可以通过添加适量的溶剂、稀释剂以及采用乳化、喷雾等方法以保证改性剂在物料的表面均匀分散,提高改性剂在粉体中的分散度。



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