云母常用表面改性劑及特點(diǎn)
2021-07-14
云母具有耐熱、耐腐蝕、絕緣等優(yōu)良特性，在涂料、塑膠及其他領(lǐng)域作為填料發(fā)揮著重要作用。但云母本身帶有一定的表面親水特性，其界面與塑料、橡膠等高分子材料的界面性質(zhì)不同，相容性差，難以在基質(zhì)中分散均勻，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中必須對(duì)云母進(jìn)行表面改性，最大限度提升其在介質(zhì)中的分散特性，提高其應(yīng)用性能和價(jià)值。
1、偶聯(lián)劑
硅烷偶聯(lián)劑是最具有代表性的偶聯(lián)劑，它與云母粒子表面的羥基化學(xué)結(jié)合程度大，對(duì)云母有良好的改性作用，可使其與有機(jī)物產(chǎn)生很好的相容性。云母礦物表面上的羥基，可通過有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑在云母表面引入雙鍵，在云母粉體懸浮液中鍵入引發(fā)劑與單體，發(fā)生聚合反應(yīng)，經(jīng)過聚合反應(yīng)云母粉體表面原有的乙烯基實(shí)現(xiàn)與單體的聚合，云母粉體表面產(chǎn)生聚合物鏈。
2、表面活性劑
目前，常用的表面活性劑有高級(jí)脂肪酸、不飽和有機(jī)酸等。
高級(jí)脂肪酸的一端C16-C18的長(zhǎng)鏈烷基，其與聚合物有相似的結(jié)構(gòu)特性，因此具有較好的相容性能。其另一端為羧基或其金屬鹽，主要負(fù)責(zé)與無機(jī)礦物表面發(fā)生作用。常見的高級(jí)脂肪酸有硬脂酸與硬脂酸鹽兩種。
不飽和有機(jī)酸是短碳鏈不飽和羥酸，其由一個(gè)或者多個(gè)不飽和雙鍵及一個(gè)或者多個(gè)羥基組成，其碳原子含量一般不高于10。丙烯酸、丁烯酸、肉桂酸、山梨酸最為常見。
利用硬脂酸鹽類改性云母，一定的云母粉與含有對(duì)中硬脂酸鹽的二甲苯與正丁醇的混合溶劑進(jìn)行混合處理，通過攪拌加熱，恒溫后過濾，烘干。硬脂酸鹽會(huì)在絹云母的表面包裹，這是其特有的極性基團(tuán)造成的，而絹云母粉表面存在羥基親水基團(tuán)，一旦硬脂酸鹽包覆住絹云母后，其極性基團(tuán)就會(huì)在絹云母粉的表面附著，不同量的包覆可能是硬脂酸鹽不同的極性基團(tuán)所導(dǎo)致的。此類表面活性劑主要以物理吸附為主存在于絹云母層間，吸附強(qiáng)度較弱。
3、無機(jī)改性劑
云母珠光顏料是無機(jī)物改性劑最典型的應(yīng)用案例，氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵等金屬氧化物包覆在云母粉表面，是這些產(chǎn)品產(chǎn)生較好的珠光效應(yīng)。云母鈦珠光顏料是一種納米級(jí)二氧化鈦包覆的云母晶片，當(dāng)通過光的照射產(chǎn)生光干涉或反射現(xiàn)象，使它具有獨(dú)特的珠光光澤。制備過程并不復(fù)雜，以白云母薄片為基質(zhì)，用一層高折射率TiO2·H2O薄層在其表面進(jìn)行均勻沉積，然后進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，最后放置在高溫環(huán)境下進(jìn)行焙燒，達(dá)到脫結(jié)晶水的目的。可使TiO2·H2O轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米級(jí)金紅石或銳鈦礦型，借云母表面的自由價(jià)力牢固附著其上，構(gòu)成金紅石型或銳鈦礦型云母鈦珠光顏料。
未來云母表面改性方法將更加多樣，不再是單一的改性方式，采用多用藥劑、多種方式聯(lián)合作用，使改性效果達(dá)到最好。液相包膜法、機(jī)械力化學(xué)法等多法并用，不僅工藝簡(jiǎn)單易于控制，且成本低，必將獲得更廣闊的工業(yè)應(yīng)用。
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