绢云母表面改性及机理研究

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绢云母是一种新兴的非金属矿物填料,在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中应用广泛,但由于绢云母是亲水性非金属矿填料在材料与有机高聚物间的界面性质不同,相容性差,难以在高聚物中均匀分散。因此,对绢云母进行表面改性,可改善其表面的物化性质,增强其与有机高聚物的相容性,提高其分散性,以提高材料的力学强度及综合性能。 本文选用硬脂酸、硅烷(KH—550)、硅烷(KH—570)对安徽滁州地区绢云母表面改性进行了系统试验研究。研究内容包括硬脂酸、硅烷干法和湿法改性,硅烷湿法与硬脂酸干法复合改性,硅烷与硬脂酸复配干法改性。 试验研究表明,单一硅烷改性,干法效果优于湿法;硅烷湿法与硬脂酸干法复合改性,结合了硬脂酸、硅烷单独改性的优势,改性后的指标分别为:接触角140度,渗水时间200min,吸油值31.4%,分散度17.5ml;在复合改性的基础上,硅烷与硬脂酸复配干法改性,进一步简化了改性工艺,改性后的指标分别为:接触角145度,渗水时间220min,吸油值28.2%,分散度18.0ml。表明绢云母的疏水化比复合改性有进一步提高,且减少了药剂用量,简化了改性工艺。 采用红外光谱对绢云母改性机理进行分析,结果表明,硬脂酸改性绢云母吸附强度较弱,容易脱附,以物理吸附为主;硅烷改性绢云母,与绢云母表面的羟基形成氢键,以化学吸附为主;硅烷与硬脂酸复合改性,其光谱中出现了C=O键特征吸收峰,并且Si—O、Si—O—Si振动吸收区变宽表明复合偶联剂在绢云母表面既有硬脂酸的物理吸附,又有硅烷的化学吸附。 本研究为绢云母的表面改性和深加工提供了一定依据,对安徽滁州地区绢云母资源的开发利用和地方经济的发展具有促进作用。
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