高嶺土改性效果表征

時間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機器

表面潤濕法：表面潤濕法的機理是利用高嶺土改性前后表面性質(zhì)的變化而導致的表面潤濕性的變化(主要是接觸角的變化)來對改性效果進行表征。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，用機械力化學法改性高嶺土，研究了影響高嶺土疏水改性效果的相關因素。結(jié)果表明，機械力化學法改性高嶺土，以含氫硅油為改性劑，干法球磨，改性粉體接觸角可達155.98°，高嶺土疏水性能大大改善。

吸附性法：高嶺土對橡膠具有補強作用主要是因為其對橡膠有吸附性，吸附性反映形成界面層的能力，吸附性越大，改性效果越好?？梢酝ㄟ^測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，從而評價其改性效果的好壞。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)生補強作用，部分或全部替代炭黑。因此需要通過測定材料性能的方法來鑒定最終的補強效果，測試橡膠樣品的拉伸強度、撕裂強度、耐磨性等物理機械性能都是對補強效果較準確、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)代手段來對高嶺土的改性效果進行評價和表征。其機理都是根據(jù)高嶺土改性前后表面基團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高嶺土進行了表面改性，探討了表面改性條件，并且用沉降體積、容重、XRD、FTIR對改性效果進行表征，確定出理想改性工藝為：改性劑用量1.5%，改性時間30min，改性溫度70℃。末了采用熔融共混法制備了PP/高嶺土復合材料，并且測試了其力學性能。研究發(fā)現(xiàn)，隨高嶺土用量的增加，復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率上升，達到一個非常大值后下降。這可能是因為加入少量的微細高嶺土，易在聚丙烯基體中分散均勻。同時由于高嶺土經(jīng)表面改性后，使其和聚丙烯基體有良好的界面黏結(jié)，導致拉伸強度和斷裂伸長率提高。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)生應力集中，導致復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率降低。

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鍵的反對稱伸縮振動和對稱伸縮振動;異常點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的對稱伸縮振動和反對稱伸縮振動。結(jié)果表明，吸收峰是脂肪酸、鈦酸酯和高嶺土彼此間發(fā)生化學吸附或化學反應的結(jié)果，即表面改性的產(chǎn)物。