山東埃(ai)爾派 | 點擊量:0次 | 2019-12-03
高嶺土常用表面改性劑及選擇原則
高(gao)嶺土粉(fen)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(gao)聚物基(ji)料的(de)兼容性,以達到提高(gao)塑料、橡(xiang)膠等(deng)高(gao)聚物基(ji)復合材料綜合性能的(de)目的(de)。
目前,高嶺土最(zui)主要的(de)改(gai)性方法是表(biao)(biao)面(mian)化學改(gai)性,常用的(de)表(biao)(biao)面(mian)改(gai)性劑主要有(you)(you)硅(gui)烷偶聯劑、有(you)(you)機(ji)硅(gui)(油)或(huo)硅(gui)樹脂(zhi)、表(biao)(biao)面(mian)活性劑及有(you)(you)機(ji)酸等(deng)。
1、高嶺土(tu)常用表面改(gai)性劑
(1)硅(gui)烷偶聯劑
硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑是高(gao)嶺土填料(liao)最(zui)(zui)常用(yong)(yong)和最(zui)(zui)有效的(de)(de)表面(mian)(mian)改性劑,由于硅(gui)烷(wan)偶(ou)聯劑的(de)(de)R為親有機基團,所以煅燒高(gao)嶺土經表面(mian)(mian)改性后(hou)即能(neng)夠(gou)與有機基體(ti)如橡膠(jiao)、塑(su)料(liao)相容(rong)。當改性的(de)(de)高(gao)嶺土作為填料(liao)用(yong)(yong)于橡膠(jiao)中時,在硫化過程中R基團會(hui)與橡膠(jiao)大(da)分(fen)子(zi)發(fa)生(sheng)反應,從而(er)使高(gao)嶺土分(fen)子(zi)完全分(fen)散、融合在橡膠(jiao)基體(ti)分(fen)子(zi)中。
使用硅烷偶聯劑的處理工藝比較簡單,一般是將高嶺土粉和配置好的硅烷偶聯劑一起加人改性機中進(jin)行(xing)(xing)表(biao)面包覆處(chu)理(li)。工藝可以(yi)連續進(jin)行(xing)(xing),也(ye)可以(yi)批量進(jin)行(xing)(xing)。
影響(xiang)最(zui)終處(chu)理(li)效果(guo)的因素主要是高嶺土粉的粒度、比表(biao)面(mian)積及表(biao)面(mian)特性(表(biao)面(mian)官能團(tuan)及活性)、硅烷偶聯(lian)劑的品種、用量、用法(fa)、改性設備的性能以及表(biao)面(mian)改性處(chu)理(li)的時間、溫度等。
(2)硅油
用(yong)于(yu)電(dian)(dian)線(xian)電(dian)(dian)纜填料(如聚氯乙烯)的高嶺土除(chu)了硅(gui)烷偶聯劑之外,還常利用(yong)1%-3%的硅(gui)油(you)進行(xing)表面改(gai)性(xing),改(gai)性(xing)工(gong)藝過程和設備與用(yong)硅(gui)烷偶聯劑相似。
經(jing)硅油(you)處理后的煅燒(shao)高(gao)嶺土粉,用(yong)做電(dian)線電(dian)纜(lan)的填料,不僅可(ke)以提高(gao)電(dian)纜(lan)的機械物理性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),而且還可(ke)以改善(shan)或(huo)提高(gao)電(dian)纜(lan)的電(dian)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)疏水性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),在潮濕和(he)寒(han)冷環境下的電(dian)絕緣性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)提高(gao)顯著。
(3)不飽和有機(ji)酸
采用(yong)不飽和有機酸,如乙二酸、癸二酸、二羧基酸等也可(ke)(ke)用(yong)于(yu)胺化后的高(gao)嶺(ling)土(tu)粉(fen)體的表面改(gai)性,這(zhe)種改(gai)性高(gao)嶺(ling)土(tu)可(ke)(ke)用(yong)做尼龍66等的填料。
(4)陽離(li)子(zi)表面活性劑
如(ru)十八烷基胺等也可用(yong)于高(gao)嶺(ling)土(tu)粉(fen)體的(de)表面改性。其極性基團(tuan)通過化學吸附和物理吸附與高(gao)嶺(ling)土(tu)顆(ke)粒(li)表面作(zuo)用(yong)。經有機胺改性后的(de)高(gao)嶺(ling)土(tu)表面疏水性增強。
(5)無(wu)機表面改性劑
二氧化鈦(tai)、碳酸鈣、硫酸鈣等也可以(yi)用于煅燒高(gao)嶺土的(de)表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)。改(gai)(gai)性(xing)方法是在水(shui)溶液中(zhong)的(de)表面(mian)沉淀反應(ying),改(gai)(gai)性(xing)產物(wu)經洗滌、過濾和干燥后(hou)即得表面(mian)二氧化鈦(tai)包膜(mo)的(de)煅燒高(gao)嶺土。
2、高嶺(ling)土表(biao)面(mian)改性劑的選(xuan)擇(ze)原(yuan)則
表面改(gai)性劑的種類、用(yong)量和使用(yong)方(fang)法(fa)直(zhi)接影響著表面改(gai)性的效果。用(yong)途不同,所(suo)選用(yong)的表面改(gai)性劑的品種和配方(fang)也(ye)有(you)所(suo)不同。
如果(guo)僅從表面改性劑(ji)分子與無(wu)機粉體(ti)表面相互作(zuo)用(yong)(yong)的角度來考慮(lv),當然(ran)是二(er)者之(zhi)間的相互作(zuo)用(yong)(yong)越(yue)強越(yue)好,但是在實際操(cao)作(zuo)中,還必須綜合(he)考慮(lv)改性產(chan)品的成本、應用(yong)(yong)目的等因素。
例(li)如,當煅燒(shao)高嶺(ling)土改(gai)性后用做電(dian)纜絕(jue)緣(yuan)橡膠、塑料的(de)填(tian)料時(shi),就需要考慮(lv)表面改(gai)性劑的(de)介(jie)電(dian)性能及(ji)體(ti)積電(dian)阻率(lv);
如果改(gai)性(xing)高(gao)嶺土(tu)是(shi)用做橡膠(jiao)的補強填料(liao),在(zai)選擇改(gai)性(xing)劑時,不但要(yao)考(kao)慮改(gai)性(xing)劑與(yu)高(gao)嶺土(tu)的粘(zhan)結(jie)強度,而且(qie)還需要(yao)考(kao)慮改(gai)性(xing)劑分(fen)子與(yu)橡膠(jiao)大分(fen)子之間的結(jie)合強度,只有使(shi)二者均達(da)到最優,才是(shi)改(gai)性(xing)效(xiao)果最好(hao)的表面改(gai)性(xing)劑。
對(dui)于(yu)特定的(de)應用目的(de),有時需要(yao)采用兩種(zhong)偶聯劑進行(xing)混合改(gai)性,利用它們的(de)協(xie)同效應進行(xing)改(gai)性,會取得(de)意想(xiang)不到的(de)良好效果(guo),但是應該注意兩種(zhong)改(gai)性劑的(de)使用方法和(he)添加順序。
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