煅烧高岭土是塑料、橡胶、纤维等高分子材料重要的功能填料,但由于其与有机聚合物的界面性质不同,存在相容性差、难以均匀分散的缺点,过多地添加还会导致材料机械强度下降、易脆化等。因此,portant; overflow-wrap: break-word !important;">除了白度和粒度方面的要求外,还必须采用物理、化学方法对高岭土表面进行包覆改性处理,以改变其表面的物理化学性质,提高其与高分子材料的相容性,改善其在高分子材料中的分散性。 1、煅烧高岭土常用表面方法、药剂 煅烧高岭土表面改性常采用表面化学方法,即在高岭石颗粒表面包覆一层有机物(偶联剂),使高岭石表面性质发生变化,由亲水疏油变为亲油疏水,增强与有机物基体之间的相容性。 常用的偶联剂有硅烷和钛酸酯偶联剂,其作用机理是:偶联剂经水解变成同时具有亲水基团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;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。 (1)硅烷偶联剂 硅烷偶联剂的羟基可与高岭土表面活性基团反应形成氢键,进而缩合成共价键,使得硅烷偶联剂与高岭土稳固结合。相继产生的氢键包覆在高岭土表面,使得处于偶联剂另一端外露的具有反应性的疏水基团R在塑化过程中很容易与有机高分子材料中的活性基团反应,形成很强的化学键,从而使硅烷偶联剂与高分子材料稳定结合。 硅烷偶联剂的种类很多,常用的有乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、甲基硅烷等。 (2)钛酸酯偶联剂 适合于高岭土表面改性的钛酸酯偶联剂类型是单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯基型和配位型。一般来说,在煅烧高岭土的表面改性中,钛酸酯偶联剂不单独使用,主要与硅烷偶联剂配合使用,改性效果较好。 2、煅烧高岭土表面改性工艺和设备 粉体表面改性工艺一般有3种:湿法、半干法和干法。表面改性一般以干法为主。干法改性成本低,工艺技术要求不复杂,且效果能达到要求。 目前,国内表面改性的设备有高速捏合机和连续改性机。也可用高频振动研磨机等对煅烧高岭土进行表面改性。 (1)高速捏合机 高速捏合机又名高速混合机,是目前国内高岭土改性的主流设备。一台用作高岭土改性的合格高速捏合机需关注以下几方面: a)叶轮的数量、位置、半径以及形状,叶轮与混合机内壁的间隙;
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