高嶺土改性效果表征

時(shí)間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機(jī)器

表面潤(rùn)濕法：表面潤(rùn)濕法的機(jī)理是利用高嶺土改性前后表面性質(zhì)的變化而導(dǎo)致的表面潤(rùn)濕性的變化(主要是接觸角的變化)來對(duì)改性效果進(jìn)行表征。通常，接觸角變化越大(由小變大)，改性效果越好。

卜軍等(2009)以含氫硅油為表面改性劑，用機(jī)械力化學(xué)法改性高嶺土，研究了影響高嶺土疏水改性效果的相關(guān)因素。結(jié)果表明，機(jī)械力化學(xué)法改性高嶺土，以含氫硅油為改性劑，干法球磨，改性粉體接觸角可達(dá)155.98°，高嶺土疏水性能大大改善。

吸附性法：高嶺土對(duì)橡膠具有補(bǔ)強(qiáng)作用主要是因?yàn)槠鋵?duì)橡膠有吸附性，吸附性反映形成界面層的能力，吸附性越大，改性效果越好。可以通過測(cè)定吸附熱或利用反氣相色譜法來判定改性高嶺土吸附性的大小，從而評(píng)價(jià)其改性效果的好壞。放出的吸附熱越多，反氣相色譜柱中氣體的保留體積越大，高嶺土的吸附性越大，改性效果越好。

材料性能測(cè)定法：高嶺土表面改性的最終目的是使其能夠?qū)ο鹉z產(chǎn)生補(bǔ)強(qiáng)作用，部分或全部替代炭黑。因此需要通過測(cè)定材料性能的方法來鑒定最終的補(bǔ)強(qiáng)效果，測(cè)試橡膠樣品的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性等物理機(jī)械性能都是對(duì)補(bǔ)強(qiáng)效果較準(zhǔn)確、較直接的表征。此外，還可以通過紅外光譜、核磁共振、差熱分析等現(xiàn)代手段來對(duì)高嶺土的改性效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和表征。其機(jī)理都是根據(jù)高嶺土改性前后表面基團(tuán)的組成及鍵能的不同而引起的特征曲線的變化來確定其改性效果。

劉欽甫等在2007年利用脂肪酸型改性劑對(duì)高嶺土進(jìn)行了表面改性，探討了表面改性條件，并且用沉降體積、容重、XRD、FTIR對(duì)改性效果進(jìn)行表征，確定出理想改性工藝為：改性劑用量1.5%，改性時(shí)間30min，改性溫度70℃。末了采用熔融共混法制備了PP/高嶺土復(fù)合材料，并且測(cè)試了其力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，隨高嶺土用量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率上升，達(dá)到一個(gè)非常大值后下降。這可能是因?yàn)榧尤肷倭康奈⒓?xì)高嶺土，易在聚丙烯基體中分散均勻。同時(shí)由于高嶺土經(jīng)表面改性后，使其和聚丙烯基體有良好的界面黏結(jié)，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率提高。隨高嶺土用量的增加，高嶺土微粒之間產(chǎn)生自聚，粒子尺寸變大，粒子周圍一些區(qū)域易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率降低。

劉新海等(2003)以山西大同高嶺土為原料，探討了鈦酸酯-脂肪酸高嶺土表面改性的工藝。高嶺土經(jīng)表面改性前后，兩條紅外光譜曲線有兩區(qū)間異常，其它外形基本相似。異常點(diǎn)之一為改性高嶺土在波數(shù)2854〜處出現(xiàn)吸收峰，表示脂肪酸中C-H鍵的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng);異常點(diǎn)之二為改性高嶺土在波數(shù)1465〜1936cm-1處出現(xiàn)吸收峰，表示鈦酸酷有效官能團(tuán)的對(duì)稱伸縮振動(dòng)和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)。結(jié)果表明，吸收峰是脂肪酸、鈦酸酯和高嶺土彼此間發(fā)生化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，即表面改性的產(chǎn)物。