Năm loại phương pháp biến tính phổ biến đối với đất sét cao lanh
Trong quá trình ứng dụng cao lanh, biến tính là một phương pháp xử lý sâu quan trọng. Nó dựa trên các nhóm hoạt tính của cao lanh (bao gồm nhóm rượu nhôm, nhóm chức silanol, v.v.) và thay đổi đặc tính quá trình của cao lanh thông qua các phương pháp cơ học, vật lý và hóa học. , để đáp ứng yêu cầu ứng dụng của nó trong sản xuất ở các lĩnh vực và ngành nghề khác nhau.
1. Biến đổi nhiệt
Quá trình biến đổi nhiệt chủ yếu loại bỏ một phần hoặc toàn bộ -OH khỏi bề mặt cao lanh thông qua quá trình nung ở nhiệt độ cao, từ đó làm thay đổi tính chất bề mặt của cao lanh và làm cho nó có độ trắng cao hơn, cách nhiệt và ổn định nhiệt tốt hơn. Áp dụng nó làm chất độn cho lớp phủ, cao su, nhựa và sơn có thể cải thiện hiệu suất của các sản phẩm tương ứng.
2. Biến tính axit-bazơ
Biến tính axit có nghĩa là trong quá trình nung cao lanh, môi trường hóa học của Al trong quá trình chuyển pha là khác nhau khiến Al trong đó có khả năng phản ứng axit. Biến tính kiềm có nghĩa là trong quá trình nung cao lanh, môi trường hóa học của Si sẽ khác nhau trong quá trình chuyển pha. SiO2 trong cao lanh được nung ở nhiệt độ cao để kích hoạt nó, do đó silicon hoạt hóa trong cao lanh phản ứng với các chất kiềm để đạt được mục đích biến tính.
Sau khi biến đổi axit-bazơ, kích thước lỗ rỗng của cao lanh tăng lên, sự phân bố lỗ chân lông tập trung hơn và diện tích bề mặt riêng tăng lên rất nhiều. Sử dụng cao lanh biến tính axit-bazơ làm chất độn có thể cải thiện tính năng kín khí của vật liệu composite.
3. Sửa đổi bề mặt
Biến đổi bề mặt đề cập đến quá trình phủ một số chất hữu cơ hoặc vô cơ lên bề mặt hạt cao lanh thông qua sự hấp phụ vật lý hoặc hóa học, từ đó biến đổi cao lanh. Đây hiện là phương pháp biến tính quan trọng nhất của cao lanh. Các chất biến tính bề mặt thường được sử dụng chủ yếu bao gồm các chất liên kết silane, silicone (dầu) hoặc nhựa silicone, chất hoạt động bề mặt và axit hữu cơ.
Chất liên kết silane là chất biến tính bề mặt được sử dụng phổ biến và hiệu quả nhất cho chất độn cao lanh. Quá trình điều trị tương đối đơn giản. Nói chung, bột cao lanh và chất liên kết silan đã chuẩn bị sẵn được thêm vào máy cải tiến để xử lý lớp phủ bề mặt. Quá trình này có thể được thực hiện liên tục hoặc theo đợt.
Sau khi biến tính bề mặt, cao lanh có tính kỵ nước và ưa mỡ tốt, độ phân tán tốt hơn trong nền polyme, ít bị kết tụ và có khả năng tương thích tốt hơn với polyme. Cao lanh phủ bề mặt được sử dụng làm chất độn để lấp đầy nhựa, cao su và các polyme khác nhằm cải thiện tính chất cơ học và tính chất rào cản khí của nhựa và vật liệu tổng hợp cao su.
4. Sửa đổi xen kẽ
Do cấu trúc đặc biệt nên cao lanh có liên kết hydro giữa các lớp và liên kết cộng hóa trị mạnh trong các lớp, hai mặt của lớp lần lượt là lớp nguyên tử tứ diện silicon-oxy và lớp hydroxyl bát diện nhôm-oxy nên chỉ có một một vài cái có tính cực cao. Chỉ những chất có trọng lượng phân tử nhỏ mới có thể đưa vào các lớp cao lanh như DMSO, formamide (FA), kali axetat, hydrazine, v.v. Các đại phân tử hữu cơ khác cần hai hoặc nhiều lần xen kẽ để đi vào các lớp cao lanh. Hơn nữa, cái sau cần được đưa vào lớp cao lanh bằng cách dịch chuyển hoặc cuốn theo tiền chất.
Công nghệ biến đổi xen kẽ là công nghệ biến đổi bề mặt cao lanh được sử dụng rộng rãi trong điều chế cao lanh có kích thước nano. Sau khi xen, khoảng cách giữa các lớp cao lanh tăng lên. Sau khi xen và bong tróc, kích thước hạt cao lanh nhỏ hơn và diện tích bề mặt riêng lớn hơn. Sử dụng cao lanh đầu tiên được xen kẽ sau đó bóc ra làm chất độn để cải thiện độ kín khí của vật liệu composite hiện là phương pháp quan trọng để cải thiện độ kín khí của vật liệu composite.
5. Biến đổi cơ hóa
Phương pháp biến đổi cơ hóa học về cơ bản sử dụng năng lượng cơ học để kích hoạt các hạt và chất biến tính bề mặt nhằm đạt được mục đích chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng hóa học. Điều này có thể đạt được thông qua việc khuấy, va đập, mài cơ học mạnh, v.v. hoặc với sự trợ giúp của lực cơ học bên ngoài. Bề mặt của các hạt bột được phủ một lớp hạt bột mịn hơn hoặc có chức năng. Phương pháp biến đổi hóa học cơ học sử dụng các máy móc và quy trình biến đổi khác nhau nên hiệu quả biến đổi của bột cũng khác nhau.