龙岩高岭土的有机插层与表面改性研究

摘要

质量好、性能优的精制高岭土广泛应用于特种陶瓷、橡胶、高档涂料等一系列领域，因此具有很大的市场需求。但是目前我国高岭土主要以粗制高岭土为主，远远不能满足实际应用的需要。因此本论文以龙岩超级高岭土为原料，利用化学插层—超声水洗剥片—偶联剂改性的实验思路，一方面提高高岭土本身的径厚比，增大比表面积，降低粒度；另一方面改变高岭土表面的性能，同时提高它的改性效果。以下是具体实验内容：
　　1、利用化学成分分析仪、BET、激光粒度分析仪、XRD、IR、SEM、TEM、TG-DTA等对龙岩超级高岭土进行表征，结果发现，高岭土的化学组成简单，主要是由高岭石、埃洛石以及少量石英组成，有害成分铁和钛含量很低，自然白度可以达到83％-92%，质量非常好，但是结晶度很低，其结晶度指数仅为0.42，属于无序高岭石，自然状态下为不规则的片状结构。
　　2、分别采用超声法、研磨法、溶液法等方式制备龙岩超级高岭土/醋酸钾插层复合物、龙岩超级高岭土/二甲基亚砜插层复合物，利用XRD、IR、TG-DTA、SEM、TEM等对插层复合物进行表征，并利用XRD谱图分析确定了醋酸钾、二甲基亚砜插层高岭土的最佳制备条件，醋酸钾、二甲基亚砜插层龙岩超级高岭土的最高插层率分别为90.1%、99.9%。
　　3、两种插层复合物经过超声水洗之后其比表面积、粒径、径厚比均有明显改善，其中高岭土/醋酸钾插层复合物的剥片效果最好，平均粒径由9.75μm降低至6.95μm，径厚比也扩大为原来的4.9倍，比表面积也由11.2m2/g扩大到28.5m2/g，扩大为原来的2.5倍。
　　4、分别利用硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂HW201对剥片前后的高岭土进行改性处理，结果发现，经过醋酸钾插层后的剥片高岭土明显提升了两种偶联剂的改性效果。硅烷偶联剂改性的剥片高岭土，它的沉降体积由17ml扩大到28ml，吸油量由0.7ml降至0.4ml，沉降时间由8h延长至15h；钛酸酯偶联剂改性的剥片高岭土，它的沉降体积由13.1ml增大到22.4ml，吸油量从0.77ml减小至0.41ml，沉降时间由6h延长到14h。

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第1章 绪论

1.1 高岭土简介

1.2高岭土的有机插层

1.3高岭土的表面改性

1.4课题介绍

第2章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验设备及仪器

2.3 实验方法

2.4 实验流程

2.5实验表征

第3章 醋酸钾插层龙岩超级高岭土的实验探究

3.1三种方式制备龙岩超级高岭土/醋酸钾插层复合物

3.2 红外光谱分析

3.3 热重-差热分析

3.4 电镜谱图分析

3.5 小结

第4章 二甲基亚砜插层龙岩超级高岭土的实验探究

4.1 两种方式制备龙岩超级Kao/DMSO插层复合物

4.2 红外光谱分析

4.3 热稳定性分析

4.4 电镜谱图分析

4.5 小结

第5章 硅烷偶联剂（KH550）改性高岭土的实验探究

5.1 高岭土有机插层复合物的剥片实验

5.2 不同条件对硅烷偶联剂（KH550）湿法改性高岭土的影响

5.3沉降性能分析

5.4红外光谱分析

5.5 热稳定性分析

5.6 形貌分析

5.7 静态接触角

5.8 小结

第6章 钛酸酯偶联剂（HW-201）改性高岭土的实验探究

6.1不同条件对钛酸酯偶联剂湿法改性高岭土的影响

6.2 沉降性能分析

6.3 红外光谱分析

6.4 热稳定性分析

6.5 形貌分析

6.6 静态接触角

6.7 作用机理探讨

6.8 小结

第7章 论文的主要结论与不足

7.1 论文主要结论

7.2 论文存在的不足

参考文献

致谢