煅燒高嶺土是塑料、橡膠、纖維等高分子材料重要的功能填料,但由于其與有機聚合物的界面性質不同,存在相容性差、難以均勻分散的缺點,過多地添加還會導致材料機械強度下降、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,還必須采用物理、化學方法對高嶺土表面進行包覆改性處理,以改變其表面的物理化學性質,提高其與高分子材料的相容性,改善其在高分子材料中的分散性。 1、煅燒高嶺土常用表面方法、藥劑 煅燒高嶺土表面改性常采用表面化學方法,即在高嶺石顆粒表面包覆一層有機物(偶聯劑),使高嶺石表面性質發生變化,由親水疏油變為親油疏水,增強與有機物基體之間的相容性。 常用的偶聯劑有硅烷和鈦酸酯偶聯劑,其作用機理是:偶聯劑經水解變成同時具有親水基團和疏水基團的兩性物質,親水基團可與高嶺土顆粒表面基團產生化學反應,形成共價鍵;疏水基團則可與聚合物相容結合,或同時進行反應生成更穩固的化學鍵。 。1)硅烷偶聯劑 硅烷偶聯劑的羥基可與高嶺土表面活性基團反應形成氫鍵,進而縮合成共價鍵,使得硅烷偶聯劑與高嶺土穩固結合。相繼產生的氫鍵包覆在高嶺土表面,使得處于偶聯劑另一端外露的具有反應性的疏水基團R在塑化過程中很容易與有機高分子材料中的活性基團反應,形成很強的化學鍵,從而使硅烷偶聯劑與高分子材料穩定結合。 硅烷偶聯劑的種類很多,常用的有乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、甲基硅烷等。 。2)鈦酸酯偶聯劑 適合于高嶺土表面改性的鈦酸酯偶聯劑類型是單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸酯基型和配位型。一般來說,在煅燒高嶺土的表面改性中,鈦酸酯偶聯劑不單獨使用,主要與硅烷偶聯劑配合使用,改性效果較好。 2、煅燒高嶺土表面改性工藝和設備 粉體表面改性工藝一般有3種:濕法、半干法和干法。表面改性一般以干法為主。干法改性成本低,工藝技術要求不復雜,且效果能達到要求。 目前,國內表面改性的設備有高速捏合機和連續改性機。也可用高頻振動研磨機等對煅燒高嶺土進行表面改性。 。1)高速捏合機 高速捏合機又名高速混合機,是目前國內高嶺土改性的主流設備。一臺用作高嶺土改性的合格高速捏合機需關注以下幾方面: a)葉輪的數量、位置、半徑以及形狀,葉輪與混合機內壁的間隙; b)攪拌速度是否可調; c)是否有合適的排氣裝置; d)是否有恒溫裝置。 這些性能都是影響高嶺土改性效果的重要指標。 由于高速捏合機是一種間隙式改性設備,故會造成產品質量的參差不齊,降低生產效率。另外,改性過程中高嶺土粉體的納米效應與小尺寸效應會使表面改性劑與粉體顆粒在未充分接觸、包覆或化學反應的情況下因表面能高以及高速運動的碰撞摩擦而產生靜電,繼而凝聚成為一個個“粉團”,這就是復合材料中所謂的“白點”。 。2)連續改性機 連續改性機具有產品質量較穩定、生產效率較高的優點,在國外使用較為成熟。目前,國內主要用在滑石粉、云母、碳酸鈣等粉體的改性中。 由于高嶺土的黏結性較大,螺旋輸送時易造成堵料現象,分散效果不及使用高速捏合機,所以,國內使用連續改性機改性高嶺土受到一定的限制,需進一步改進。 。3)高頻振動研磨機 該研磨機依靠激振器使筒體內的介質產生高頻率、小振幅的振動。由于振動加速度比重力加速度大得多,可使磨管內的介質產生高強度的沖擊和旋轉運動,且高嶺土可以快速升溫,能使物料在強力振動和一定的溫度下快速有效地被打散混合。 該設備可將煅燒后高嶺土的打散和表面改性一次完成。但由于機械力的強大沖擊作用,會使部分本已包覆好的顆粒重新沖擊出新的斷面,從而影響最終改性效果。 [1] [2] 下一頁 |