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橡胶和塑料用高岭土表面改性技术及研究进展
来源:中国粉体技术网    更新时间:2021-02-26 17:13:38    浏览次数:
 
  高岭土是塑料和橡胶制品的重要填料,在以往作为填料使用时,通常认为产品性能主要取决于颗粒的大小分布和颗粒的比表面积。但是现代科学研究证明,经选矿提纯和粉碎加工后的高岭土粉体表面带有大量羟基和含氧官能团,具有酸性,经煅烧加工后的高岭土酸性更强。此外,由于高岭土比表面积大、表面能较高,导致其与有机高聚物体系的相容性差。
  
  因此在用于高聚物基(如环氧树脂或乙烯基树脂)材料的填料时,必须对其进行表面改性,以获得更优性能的制品。
  
  1、橡胶用高岭土填料改性
  
  高岭土作为填料在橡胶工业中应用广泛,将其加入乳胶混合物中,能改善橡胶的力学性能,提高橡胶制品的机械强度,还可增强耐磨性和化学稳定性,延长橡胶的硬化时间。试验发现,先对高岭土进行改性,再作为填料加入橡胶制品中,还可对制品的其他应用性能有所改善。
  
  张印民研究了高岭土的粒度、表面性质、填充量以及填料的结构对高岭土/橡胶复合材料的气体阻隔性能的影响规律,研究结果表明:随着填料粒子粒径的减小,填充橡胶材料的气密性逐渐提高,当高岭土粒度达到几百个纳米时,复合材料的相对透气率为0.46,降低程度达到54%,使用特定改性剂对高岭土进行改性后,气密性可进一步提高。
  
  廖泽栋等通过絮凝沉降法将高岭土与黑液制成复合填料,结果表明:高岭土复合填料能够提高丁腈橡胶(NBR)和丁苯橡胶(SBR)等材料的加工安全性,提高其交联密度以及力学性能,而且还对SBR的热稳定性有显著改善。
  
  杜艳艳等采用化学插层—超细研磨—酸侵渍活化—干燥—表面改性的方法制备了一种活性纳米高岭土,该材料用于丁苯橡胶补强填料时具有更好的分散性,可明显提高其拉伸强度和伸长率,同时使制品具备良好的疏水性。
  
  2、塑料用高岭土填料改性
  
  高岭土作为填料不仅可以提高塑料制品的力学性能,而且还可以赋予制品一些特殊的应用性能,例如:良好的电绝缘性、胶合强度、耐水性能等。改性后的高岭土作为填料所制得的塑料制品,不仅表面光滑、而且可减少热裂和收缩,具有利于抛光、提高加工尺寸的精确度、耐化学腐蚀性等优点。
  
  顾传锦等采用改性高岭土作为聚四氯乙烯(PTFE)填料,通过熔融插层工艺,极大改善了塑料制品的耐磨性,其作用机理为高岭土的层片结构间被PTFE分子链插入,达到了增强基体并阻止PTFE成片剥落的目的。
  
  赵鹏等在高岭土填料对酚醛树脂杨木胶合板胶合性能影响的研究中发现,用改性高岭土代替面粉作为填料,不仅可以提高其胶合强度,其耐水性也得到较大的提高,极大地改善了胶合板各层间易出现的开胶分层问题。
  
  利用其优良的电绝缘性能,还可作为PVC等聚乙烯绝缘电线的包皮,特别是改性后的煅烧高岭土填充于电线电缆护套中,不仅能提高胶料的模量和拉伸强度、改善耐磨性和抗切口延伸性,而且可获得在潮湿环境下稳定的电绝缘性能。
  
  我国高岭土资源类型齐全、储量丰富,因其具有独特的理化特性,改性后可得到具有不同表面性质的功能粉体材料,因此作为橡胶、塑料填料具有很高的研究价值与广阔的市场发展空间。
  
  资料来源:《杜鑫,郑水林.橡胶及塑料填料用高岭土表面改性技术研究现状及展望[J].中国非金属矿工业导刊,2016(01):1-2+12》,由粉体技术网编辑整理,转载请注明出处!
  
  
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