云母帶有一定的表面親水特性,其界面相容性差,難以在基質中分散均勻,不利于發揮云母的優勢特性。因此,需要對云母進行改性,以便更好地發揮云母的特性,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,再進行原位聚合,從而得到插層改性云母。
偶聯劑表面改性云母
云母礦物表面的羥基可通過有機硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑在云母表面引入雙鍵,在云母粉體懸浮液中鍵入引發劑與單體發生聚合反應,經過聚合反應實現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,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,疏水基團的結構與聚合物相似,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,發生類似核殼結構的接枝改性。有機低聚物由于分子量適中,易與無機物發生粘結、纏繞等物理作用,因而能夠更好地在云母表面發生纏繞、浸潤和包覆。低聚物的基本單元結構與高聚物相近,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,然后加入相應的沉淀劑生成前驅沉淀物,再經過干燥、煅燒形成極細小的沉淀物,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、對設備要求低、效率高,因而得到了廣泛應用。
機械力化學表面改性云母
機械力化學反應一般作用在原子或分子水平上,能夠顯著降低體系的反應溫度和活化能,改變物質的表面自由能、分散度、密度等性質。機械力化學反應是在高速研磨、沖擊的狀態下進行的,使改性介質之間發生壓縮、碾磨作用,從而使兩種物質得以充分接觸,以提高反應效率、物質分散性、包覆率、界面結合強度、表面吸附能力等。
改性方法各有優缺點。偶聯劑、表面活性劑改性方法發展較成熟,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勢大,共沉淀改性方法一般用來生產特種性能無機材料包覆改性的云母,機械力化學改性方法工序時間短、操作簡單。在實際生產過程中,需根據用戶需求合理選擇表面改性劑、工藝和設備。
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