云母帶有一定的表面親水特性,其界面相容性差,難以在基質(zhì)中分散均勻,不利于發(fā)揮云母的優(yōu)勢特性。因此,需要對云母進(jìn)行改性,以便更好地發(fā)揮云母的特性,并保持材料的其他性能。
插層改性云母
插層改性云母通常是使用強酸、強氧化物、高溫等方法使云母膨化,破壞層間氫鍵,擴大層間距離,使層間表面能降低。然后插入有機物改變層間親水性,再進(jìn)行原位聚合,從而得到插層改性云母。
偶聯(lián)劑表面改性云母
云母礦物表面的羥基可通過有機硅烷偶聯(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)實現(xiàn)云母粉體表面原有的乙烯基與單體的聚合,從而在云母粉體表面產(chǎn)生聚合物鏈。
表面活性劑改性云母
表面活性劑是具有強吸附能力的兩性物質(zhì),易粘附于云母表面改變其親水性。表面活性劑的一端為親水基團,另一端為疏水集團,疏水基團的結(jié)構(gòu)與聚合物相似,彼此的相容性較好。
低聚物表面改性云母
云母表面粗糙程度大、吸附能力強,易被分子鏈較長、支鏈較多的低聚物包覆,發(fā)生類似核殼結(jié)構(gòu)的接枝改性。有機低聚物由于分子量適中,易與無機物發(fā)生粘結(jié)、纏繞等物理作用,因而能夠更好地在云母表面發(fā)生纏繞、浸潤和包覆。低聚物的基本單元結(jié)構(gòu)與高聚物相近,具有很好的相溶性,從而使得改性云母與高聚物有較強的界面結(jié)合度。
共沉淀法表面改性云母
共沉淀法改性云母通常是先制備所需要的離子溶液,然后加入相應(yīng)的沉淀劑生成前驅(qū)沉淀物,再經(jīng)過干燥、煅燒形成極細(xì)小的沉淀物,從而在云母表面包覆一層無機顆粒。共沉淀法操作簡便、流程簡單、對設(shè)備要求低、效率高,因而得到了廣泛應(yīng)用。
機械力化學(xué)表面改性云母
機械力化學(xué)反應(yīng)一般作用在原子或分子水平上,能夠顯著降低體系的反應(yīng)溫度和活化能,改變物質(zhì)的表面自由能、分散度、密度等性質(zhì)。機械力化學(xué)反應(yīng)是在高速研磨、沖擊的狀態(tài)下進(jìn)行的,使改性介質(zhì)之間發(fā)生壓縮、碾磨作用,從而使兩種物質(zhì)得以充分接觸,以提高反應(yīng)效率、物質(zhì)分散性、包覆率、界面結(jié)合強度、表面吸附能力等。
改性方法各有優(yōu)缺點。偶聯(lián)劑、表面活性劑改性方法發(fā)展較成熟,低聚物表面改性、插層改性操作繁瑣、工序時間長、難度大但改性效果優(yōu)勢大,共沉淀改性方法一般用來生產(chǎn)特種性能無機材料包覆改性的云母,機械力化學(xué)改性方法工序時間短、操作簡單。在實際生產(chǎn)過程中,需根據(jù)用戶需求合理選擇表面改性劑、工藝和設(shè)備。
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