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          高強耐磨材料

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          關于高嶺土表面改性效果5大影響因素

          2020-12-25 09:55:57

                高嶺土粉體經過表面改性后,能達到疏水、降低表面能、改善其分散性和與高聚物基料的兼容性,以達到提高塑料、橡膠等高聚物基復合材料綜合性能的目的。

                影響高嶺土表面改性效果的因素主要是粒度、比表面積及表面特性(表面官能團及活性)、改性劑的品種、用量、用法、改性設備的性能以及表面改性處理的時間、溫度等。

          關于高嶺土表面改性效果5大影響因素

          1、高嶺土的表面官能團

                 高嶺土的理化性能是進行表面改性的基礎,特別是表面官能團,決定著高嶺石在一定條件下的吸附特性、化學反應活性、電性和潤濕性等。

                 高嶺土屬于層狀硅酸鹽礦物,經粉碎加工后的高嶺土顆粒表面有羥基和含氧基團,具有酸性。pH值在6-7之間。在超細粉碎、煅燒過程中形成的Si-O,Al-O鍵成了主要的表面官能團,尤其是Si-O-Al鍵斷裂后形成的Al-O鍵,將在改性反應中起到重要作用。而此時由于煅燒后脫去羥基,利用電位計測定的pH值一般為5.6-6.1,酸性進一步增強。

                 因此,煤系高嶺土無論煅燒與否,表面均呈弱酸性,Z適宜于用硅烷表面改性劑進行表面改性。


          2、高嶺土的結構缺陷

                 此外,煅燒在高嶺土表面形成的結構缺陷,也將成為改性化學反應的主要活性點。尤其是高嶺土煅燒后,除表面官能團發生變化外,內部結構也發生了變化,特別是當煅燒溫度超過600℃后,煅燒高嶺土已處于一種無序的非晶質相。高嶺土的這種結構無序化必將影響其理化性能,進而對高嶺土的表面改性工藝、機理及效果造成影響。


          3、高嶺土的粒度分布

                高嶺土經過深加工后的粒度除了細度要求外,其粒度分布的范圍、分布特征(均勻性)都對高嶺土在造紙、涂料、橡膠和塑料工業中的應用有著極大的影響。同時,粒度分布對高嶺土改性的影響非常大,它決定著偶聯劑的用量和反應條件的確定等。


          4、高嶺土的比表面積、表面能

                 高嶺土的比表面積、表面能主要與其粒度組成關系密切。粒度越細,比表面積和表面能就越高,與有機化合物之間的結合能力就越強。此外,煤系高嶺土煅燒后,由于失去羥基、表面存在大量的斷鍵等因素而顯示出極大的表面活性,表面能也相應增加。

                 但高嶺土比表面積和表面能太高時易發生團聚現象,填充橡膠、塑料等有機高分子材料時不能均勻分散,反而不利于制品性能的提高。從這點來說,必須對煅燒高嶺土進行表面改性,以降低其表面能。


          5、表面改性劑的種類、用量和使用方法

                 表面改性劑的種類、用量和使用方法直接影響著表面改性的效果。如果僅從表面改性劑分子與無機粉體表面相互作用的角度來考慮,當然是二者之間的相互作用越強越好,但是在實際操作中,還必須綜合考慮改性產品的成本、應用目的等因素。

                表面改性劑的使用方法也非常重要,使用方法得當,不僅可以提高表面改性效果,而且還會減少用量,降低生產成本。在對粉體進行表面改性時,可以通過添加適量的溶劑、稀釋劑以及采用乳化、噴霧等方法以保證改性劑在物料的表面均勻分散,提高改性劑在粉體中的分散度。


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