高岭石、滑石、叶蜡石和硅灰石等各类硅酸盐矿物，以及白云石、一水硬铝石等矿物，均作为填充料被广泛应用于陶瓷、塑料、橡胶、涂料等领域，用以改善产品的气候稳定性、降低收缩率、吸油性等。
然而，各类天然矿物作为典型的无机物，亲水性较好，与有机聚合物基体的表界面性质差异很大，导致其在混料过程中很难被有效的润湿和包覆，易产生聚团。因此，使用偶联剂等各类改性剂对矿物进行表面有机化改性，使其颗粒表面呈疏水亲油特性，以提高其与有机质的相容能力，十分有必要。
相比于传统的湿法改性技术，基于机械力化学的干法改性技术，反应时间短、操作简单、易于产业化，近年来已成为矿物表面改性的发展趋势。
1、硅酸盐矿物
伊利石、蒙脱石、高岭石和硅灰石等硅酸盐矿物，也可以通过与硅烷类、硬脂酸类改性剂混合球磨的方式改善其表面亲有机溶剂性能、提高沉降速率、优化疏水效果。
吴伟端等以高速气流磨所产生的超音速气流作为机械力，使用硬脂酸改性剂，分别对滑石、绢云母和高岭石等层状硅酸盐矿物进行超细粉碎和表面改性，并对改性前后矿物的表面性质及其抗拉强度、抗撕强度和延伸率等橡胶力学性能的变化进行了系统研究，结果表明：气流磨所产生的超音速气流机械力可诱导赋存在被粉碎断键的层状硅酸盐矿物、硬脂酸表面上的自由基或活性点产生机械力化学吸附，以达到改性目的。
经机械力化学改性后的各类硅酸盐矿物粉体可以代替白炭黑作为橡胶制品中的补强剂和填充剂使用，其整体材料力学性能优于未改性的层状硅酸盐矿物粉体/橡胶复合材料。
2、碳酸盐矿物
除硅酸盐矿物外，机械力化学技术同样适用于对橡胶、塑料中的其他各类矿物填料进行改性处理。针对碳酸盐矿物，盖国胜等通过立式搅拌磨粉磨重质碳酸钙并进行偶联剂改性，其X射线衍射光谱、红外光谱、差热等测试结果证明粉磨是由其他复杂能量转换为机械力化学的过程，而在粉磨的同时可实现对矿物的表面疏水改性，产生良好的系统作用。
徐利强等采用机械力化学法，分别以钛酸酯、铝酸酯和硬脂酸3种不同的改性剂对白云石粉体进行表面改性，红外光谱证实改性后颗粒表面的官能团发生了变化，改性后粉体的活化指数、疏水性均有提高，使得白云石粉体作为功能性填料可以更好地应用于涂料、橡塑等工业领域中。
3、云母类矿物
云母类矿物现已成为一种新型的工业型填料，被广泛添加于复合材料中以给予材料表面新的机能，改善材料黏结强度、疏水性、抗氧化性等。然而天然云母类矿物活性点较少，表面活性过低，且与复合材料中的高聚物组分相容性较差，需加入偶联剂并采用机械力化学法进行表面改性，从而提高其使用价值。
张敬阳取一定量绢云母粉体与酞酸酯偶联剂混合后采用超音速气流粉碎机进行粉碎及表面改性，改性后的绢云母矿物表面积大幅提升， 而表面能大幅下降，证明其同步实现了超细化和表面改性，达到了机械力化学改性与矿物表面改性相结合的目的，提高了云母类矿物填料在复合材料新技术、新产品发展中的作用。
林海等使用湿式搅拌磨对绢云母质二维纳米薄片进行机械力化学改性，同样加入酞酸酯偶联剂，对聚丙烯与绢云母复合二维纳米材料改性，考察了伸长率、屈服强度、 pH值、改性温度、改性时间等因素对改性效果的影响，发现改性后矿物与有机体之间具有良好的相容性，使其抗紫外线能力加强。
冯刚等利用高能球磨机，分别使用硅烷偶联剂/石蜡和硅烷偶联剂/癸二酸对白云母进行改性处理，并将改性白云母与聚丙烯共混，结果表明：改性后白云母的亲油性和分散性均得到提高，且聚丙烯/白云母复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度等力学性能均得到改善，制备成本也得到了有效降低。
4、叶腊石
孔德玉等分别使用酞酸酯偶联剂和聚甲基硅烷偶联剂对叶蜡石进行机械力化学表面改性，并测定了改性后粉末的分散性、粒度分布和吸水率，发现偶联剂能发挥分散与助磨作用，提高粉磨细度和效率；而叶蜡石晶体在机械力化学作用下，新生解理面与新生断面出现了大量活性中心，使表面羟基化，易发生偶联反应从而吸附于固体颗粒表面，使矿物表面完全疏水。
基于前者的研究，方伟等将硬脂酸钙、硬脂酸钠和甲基硅油与叶蜡石机械力化学共磨，并测试了改性后样品的接触角、吸油量和红外光谱，结果表明机械力化学作用排除了叶蜡石中的羟基，而表面活性剂分子通过与叶蜡石羟基化表面发生物理吸附和化学作用，实现了叶蜡石表面的疏水化，其中以甲基硅油的效果最好。
5、尾矿
袁明亮等则研究证实机械力化学方法改性铝土矿尾矿在工艺上是可行的，利用机械研磨作用可以激活尾矿表面产生新的官能团，使酞酸酯偶联剂与尾矿以共价键结合和氢键结合的方式相互连接，达到改性的目的，研究成果对提高尾矿资源再利用水平具有指导意义。
资料来源：《刘春琦,马天,李钊,等.天然矿物的机械力化学活化改性研究进展[J].金属矿山:2021》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！
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