论高岭土研究新进展

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1、论高岭土研究新进展论高岭土研究新进展盛丹(茂名石化矿业有限公司,广东茂名525011)摘要:高岭土的研究现在在我国发展的特别快,经过不同的方法研究现在已经可以得到在几十纳米范围之内的超细化高岭土.高岭土的插层复合材料研究也是现在的一个热点,同时也可以通过插层得到更加微细的高岭土.高岭土的表面改性研究也是现在非金属矿综合利用研究的一个热点.关键词:高岭土特性研究新进展1高岭土的特性高岭土是一种以高岭石族矿物为主要成分,质地纯净的细粒粘土.其原矿外观呈白,浅灰等色,含杂质时呈黄,灰或玫瑰等色;致密块状或疏松土状,质软,

2、有滑腻感,硬度小于指甲.相对密度2.4～2.6;耐火度高,可达1700—1790%;可塑性低,粘结性小,具有良好的绝缘性和化学稳定性.纯净的高岭土煅烧后颜色洁白,白度可达80%～90%.高岭土的主要矿物组成是高岭石,地开石,珍珠陶土,埃洛石等,高岭石的结构是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体通过共同的氧互相连接形成的一个晶层单元,在硅氧四面体和铝氧八面体组成的单元层中,四面体的边缘是氧原子,而八面体的边缘是氢氧基团,单元层与单元层之间通过氢键相互连接.所以我们称之为1:1型二八面体层状硅酸盐矿物.在显微镜下,高岭土呈

3、六角形鳞片状,单晶呈六方板状或书册状.平行连生的集合体往往呈蠕虫状或手风琴状.高岭石的理想化学式为AI(Si0..)(OH),其理论化学组成为:SiO246.54%,A120339.5%,H2013.96%,SiO/A10,摩尔比值为2.自然界产出的高岭土的化学组成除SiO,A1:O,,H:O三种主要成分外,还含有少量的Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,K20,Na20,P:O,MnO等氧化物,这与其矿物组成息息相关.高岭石含量越高,则其化学成分越接近高岭石的理论成分.2高岭土的表面改性表面改性是指用物理,化学

4、,机械等方法对材料表面进行处理,根据应用的需要有目的地改变材料表面的物理化学性质,如表面组成,结构和官能团,表面能,表面润湿性,电性,光性,吸附和反应特性等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要.许多的应用领域都对高岭土的表面或界面性质有特殊要求,为了满足应用的要求必须对其进行表面改性.高岭土表面改性是指根据应用的需要,用物理,化学或是机械的方法对高岭土粉体表面进行处理,以改变其表面的物理化学性质,满足现在材料,新工艺和新技术的需要.张文治等采用DL一411一A型偶联剂进行改性后,高岭土在白油体系中的粘度明显

5、下降,同时改性后高岭土吸水率明显小于未改性高岭土;最大填充量分别增大3—4倍;在白油中粘度受温度的影响减小;在白油中的沉降度增大而在水中的沉降性变小;吸油量减小;白度有一定下降.刘卓钦等用不同的改性剂对纳米高岭土进行了表面处理,并探讨了在改性时表面活性剂加入使活化指数升高的作用机理,得出高岭土经过表面改性处理后,表面包覆上一层有机分子,变为非极性,亲油疏水的有机界面,从而在水中呈现出较强的非浸润性,当表面张力大于高岭土颗粒自质量时,就会漂浮在水上.采用表面改性工艺,用高岭土制备性能优良的橡胶补强填料,增加矿物的填充

6、量,降低橡胶的生产成本,是目前研究的热点之一.刘新海等采用高岭土经超细粉碎后,其表面结构官能团一Si(A1)一OH—Si—O—Al一和一Si(A1)一O等表面活性点进一步增加,有利于和偶联剂形成稳固的分子链....——349...——总第116期江西建材3/2011程先忠等将超细粉碎高岭土生料或煅烧熟料粉体加入到高速混合机中,在搅拌叶片的高速旋转运动下,高速旋转的料流撞击到折流板上,改变物料流动的方向,物料可旋转式的上下转动,强化了物料的混合与分散效果,当物料磨擦升温后,以雾化或滴加的方式加入稀释后的钛酸酯或硅烷偶

7、联剂,然后再经高速搅拌等工艺,得到了高岭土粉体生料或煅烧粉体表面改性样品.3高岭土的无机包覆高岭土属于层状硅酸盐,具有层状结构,其层与层之间的结合不甚紧密,在水中易于断裂而产生底面和表面两种不同性质的表面,表面含有羟基和含氧基团,因而易于和表面改性剂作用,在其表面形成包覆层.对高岭土进行表面无机包覆,主要目的是改变表面物理化学性质,从而改善或提高其应用性能,扩大其应用范围.常见的有TiO包覆高岭土和ZnO包覆高岭土等.郭奋等借助粉体表面改性的原理及液相化学沉积的包覆工艺,以高岭土为核,利用四氯化钛水解在其表面包覆一

8、层纳米二氧化钛制成高岭土复合钛白.王宝祥等采用钛酸正丁酯,无水乙醇,二次去离子水等,通过溶胶一凝胶法制备了新型高岭土/Z.氧化钛复合电流变液材料.林海等采用一定手段揭示了二氧化钛包覆高岭土及非金属矿物颗粒包膜的作用机理,并提出了对其的研究手段好分析方法.分析表明,煤系高岭土颗粒与水合二氧化钛离子在吸附的相界面上发生了化学吸附,而吸附层间水合二氧化钛粒子的作用