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硅烷偶聯(lián)劑在高嶺土中的應(yīng)用

一、偶聯(lián)劑（Coupling Agents)

偶聯(lián)劑也稱表面處理劑（Primers）或促粘劑（Adhesive Promoters)其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),是含有兩類性質(zhì)不同的化學(xué)基團(tuán)。

一是親無(wú)機(jī)基團(tuán)，另一是親有機(jī)基團(tuán)，其分子式結(jié)構(gòu)式用下式表示：

(RO)X-M-Ay

RO代表易水解或交換反應(yīng)的短鏈烷氧基。M代表中心原子，可以是硅、鈦、鋁、硼等。A代表與中心原子結(jié)合穩(wěn)定的較長(zhǎng)鏈親有機(jī)基團(tuán)。如酯酰基（—CR-)，長(zhǎng)鏈烷氧基（RO—)，磷酸酯?；取?/p>

用偶聯(lián)劑對(duì)填充表面進(jìn)行處理時(shí)，其兩類基團(tuán)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)反應(yīng)，一端與填料表面結(jié)合，另一端與高分子樹(shù)脂結(jié)合（纏繞或反應(yīng)）藉此使表面性質(zhì)懸殊的無(wú)機(jī)填料與高分子基料兩相較好的互溶。填料經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑表面處理后，有改善填料體系流變性和提高物理力學(xué)性能的效果。

二、偶聯(lián)劑在高嶺土上的應(yīng)用

高嶺土是粘土中的一種，是一種水合硅酸鋁礦物質(zhì)，其分子式可表示為

Al?O?.2SiO?.2H?O

一般高嶺土中含SiO? 40~50%,Al?O? 30~40%,Fe?O? 1.2-2.0% ,燒失量為11-12%。此外還有微量Ti、Ca、Mg、K、Na等金屬元素的氧化物。它的單晶是一種雙層水合硅酸鋁，一層是SiO?是氧化鋁，通過(guò)化學(xué)結(jié)合而成，具有六角形片狀構(gòu)型，在水中PH值略呈酸性，但其耐堿性在大多數(shù)情況下仍然很好。

高嶺土中的結(jié)合水在1000℃以上高溫時(shí)才會(huì)失去，但高嶺土極易吸潮，在使用前必須加以干燥。

高嶺土顆粒具有極強(qiáng)的結(jié)團(tuán)傾向，顆粒粒徑越小越顯著，為了使高嶺土上的顆粒在塑中分散，對(duì)高嶺土要進(jìn)行表面處理。表面處理也可有效的抑制其酸性活化點(diǎn)。

硅烷偶聯(lián)劑在高嶺土中的應(yīng)用

2、偶聯(lián)劑對(duì)高嶺土表面的改性處理（活化改性）

礦物的表面改性（含高嶺土）主要是依靠化學(xué)改性劑在礦物表面的吸附，包囊等來(lái)實(shí)現(xiàn)因此表面化學(xué)改性對(duì)礦物表面活化改性處理具有決定性作用。

礦物表面改性往往都有特定的應(yīng)用背景或應(yīng)用領(lǐng)域，不同的礦物或同一種礦物用于不同領(lǐng)域所選擇的表面改性劑可能有所不同。因此，選擇改性劑時(shí)要考慮被處理的礦物的應(yīng)用對(duì)象。

偶聯(lián)劑適用于各種不同有機(jī)高分子和無(wú)機(jī)礦物填料的復(fù)合體系，有利于改善體系的流變性能。經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的礦物填料，既抑制了“相”的分離，又使礦物填料有機(jī)化，即使增大填充量，仍然可較好的均勻分散，從而改善復(fù)合材料的綜合性能，特別是抗張強(qiáng)度、強(qiáng)度、柔韌性和抗曲強(qiáng)度、耐氣候、電氣性能等。

3、高嶺土應(yīng)用在不同領(lǐng)域所選擇的對(duì)應(yīng)偶聯(lián)劑

a、橡膠填充:當(dāng)采用過(guò)氧化物時(shí)，選用含乙烯基或其他不飽和鍵的硅烷偶聯(lián)劑（A-151、HD-M3133、Si-69）

英國(guó)瓷土公司的研究表明，在粘土表面吸附或反應(yīng)的硅烷形態(tài)取決于粘土表面上的羥基濃度，如果硅烷吸附到已加熱至脫羥化濕度（550℃）以上的高嶺土表面，則可獲得更顯著的改性效果。

b、用硅烷偶聯(lián)劑Si-69干法改性高嶺土制成的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其補(bǔ)強(qiáng)效果接近或達(dá)到白碳黑水平。

c.用HD-E8133、HD-M3133、NXT-201處理的高嶺土不但可以提高橡膠電纜的機(jī)械物理性能，而且可以改善其電絕緣性能，尤其是在潮濕環(huán)境或寒冷環(huán)境下。

e、高嶺土HD-E8133處理后，填充尼龍的，其抗沖強(qiáng)度、韌性均高于純尼龍。

f、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的高嶺土在有機(jī)分散介質(zhì)中的填充量可大幅度提高，盡管不同的偶聯(lián)劑對(duì)提高幅度的影響不同，但均顯著高于未處理或僅表面涂覆處理（如脂肪酸法處理）的相應(yīng)填料填充量（指達(dá)到同樣體系的粘度時(shí)）。例如用液體石蠟處理高嶺土：

液體石蠟；高嶺土=60:60（質(zhì)量分）加入1.2%的NXT-201 填料液體石蠟體系原來(lái)粘度(Pa.S)>100,添加為后體系粘度為0.5750 Pa.S

g、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑（HD-E8133,HD-M3133,KH-M8253）處理過(guò)的高嶺土應(yīng)用于涂料或膠粘劑行業(yè)中可顯著降低涂料體系的體系粘度，觸變性和抗剝離力。在膠粘劑體系中可顯著提高粘結(jié)強(qiáng)度、耐氣候、耐酸耐堿性等。

四、偶聯(lián)劑對(duì)高嶺土的處理方法

對(duì)高嶺土的活化處理方法與偶聯(lián)劑對(duì)其他填料處理方法相同）