插层改性是提高高岭土产品质量的重要手段，高岭土有机插层复合物既具有粘土矿物分散性、流变性、吸附性，又具有有机分子官能团和反应活性，可用于高性能有机纳米陶瓷、环境污染修复材料、高性能增强聚合物基纳米复合材料、非线光学材料、纳米反应器等高端应用领域。
1、高岭土插层改性的机理
高岭土是一种由铝氧八面体以及硅氧四面体片层组合而成的混合物，其层内是强烈的共价键作用，而层间是氢键作用。由于高岭土层间具有很强的氢键作用，并且可以置换的离子不存在，所以能够直接插入到高岭土层间的有机小分子不多，主要包括：二甲亚砜、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、醋酸钾以及PNO等。
另外，虽然有些分子无法直接插入高岭土层间，但可以借助间接方式（如取代）插入其中，这类分子主要包括：苯甲酰胺、脂肪酸盐、1,4-丁二醇、对硝基苯胺以及烷基胺等。
2、高岭土插层改性的方法
（1）液相插层法
液相插层法作为比较常用的一种高岭土插层改性法，其应用范围比较广。插层剂在乳液或溶液状态下的反应，是对液相插层法的体现。液相插层根据取代次数的多少，可以进行划分，包括直接插层法、一次及二次取代法等。
在对液相插层法进行选择过程，比较关键的一点在于对预插层体的选择。稳定性与层间距，是一个好的预插层体需要具备的两大特征。
（2）蒸发溶剂插层法
蒸发溶剂插层法作为一种液相插层，其原理在于：首先小分子蒸发溶剂需要完成浓缩混合环节，然后再进入高岭土层间，继续完成插层环节。只整个过程中，溶剂会持续蒸发，并且溶液浓度会逐渐增大。
（3）机械力化学插层法
机械力化学插层法的原理在于：借助机械研磨、搅拌、剪切以及抽滤过程所产生的作用，将机械能施加于插层剂中，以此诱发其发生物理或化学性质的反应，进而让高岭土与插层剂之间产生作用，促使高岭土插层改性的顺利实现。
机械力化学法适用于常温下按热力学条件不能发生的反应，及高温环境下，难以对挥发成分较为严重的合成反应纯度加以控制。
（4）微波辐射插层改性
通常情况下，微波频率的电磁波会在300MHz～300GHz之间，在化学反应实验中经常会被用到，并且不断中断化学键。微波对电偶极矩物质分子能够产生刺激作用，促其朝着高频偶极方向转化，使得在一定条件下，处于亚稳状态的极性分子，也能够直接插入高岭土层间，实现层间距的增加，从而促使聚合物分子插入高岭土层。
在借助微波辐射插层法，对高岭土插层复合物进行制备过程，插层剂的选择时最为关键的环节，经试验可发现，大偶极矩以及大小接近的分子之间产生的促进作用才比较明显。在利用微波辐射法进行高岭土插层改性时，通常用水作溶剂或者是促进剂。
（5）超声波插层改性
波段频率超过20KHz的就称为超声波，其特点主要包括：短波长、高频率、传播效果好，同时具备较强的穿透性能。由于超声波的机械特性，在插层改性高岭土时，可凝胶液体、分散固体，促使高岭土与插层剂实现均匀混合；同时由于超声振荡的空化作用比较明显，所以能够在插层中形成相应的作用，以实现清除杂质的效果。
由于超声波具有高频率、大能量特征，吸收了插层剂等介质之后，能够产生的热效应比较显著，与此同时，还能够加快物质间的化学反应。通常热效应与空化共同作用，不仅能够实现反应时间的有效缩短，而且能够促进插层效率的提高。另外，借助超声波还可以实现能源的有效节约，达到保护环境的效果。
（6）插层-磨剥法
磨剥法的原理是借助于研磨介质在水中的相对运动，相互间产生剪切、挤压、冲击和磨剥作用，使较大的叠层剥开，并趋向于单个晶体。磨剥法主要使用的设备有介质搅拌磨、球磨机和砂磨机。
磨剥法是目前国内外较为普遍使用的传统剥片方法，技术比较成熟。计算机与磨剥设备的连接，更使得磨剥技术得以充分发挥，也降低了工人的劳动强度，更提高了生产的安全性，同时也保证了产品的产量和质量的稳定。
（7）化学浸泡-磨剥法
化学浸泡法是用化学药剂对高岭土进行浸泡，将浸泡剂浸入到高岭土叠层中，使得高岭土层间距变大，层间氢键结合力随之变弱，高岭土晶层间的结合力也就变弱，从而使高岭土叠层分开。
来源：曹青,李奥.插层剂对高岭土插层改性的研究进展[J].中国陶瓷,2016,52(04):11-16.
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