高岭土的高温改性

高岭土的高温改性

1.文献综述

质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。

原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统

计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精

制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司

提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总

用量为约1360万吨。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和板( 主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜

料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆

盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。

高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这

种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要

的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数

是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W 液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定

泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其

成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。

可塑性强度可塑性指数可塑性指标

强可塑性>153.6

中可塑性7—152.5—3.6

弱可塑性1—7<2.5

非可塑性<1

结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性

能。结合能力的测定，是在高岭土中加入标准石英砂(其质量组成0.25—0.15粒级占70%，0.15—0.09mm粒级占30%)。以其仍能保持可塑泥团时的最高含砂量及干燥后的抗折强度来判断其高低，掺入的砂越多，则说明这种高岭土结合能力就越强。通常凡可塑性强的高岭土结合能力也强。

烧结性是指将成型的固体粉状高岭土坯体加热至接近其熔点(一般超过1000℃)时，物质自发地充填粒间隙而致密化的性能。气孔率下降到最低值，密度达到最大值的状态，称为烧结状态，相应的温度称为烧结温度。继续加热时，试样中的液相不断增加，试样开始变形，此时温度即称转化温度。烧结温度与转化温度的间隔称烧结范围。烧结温度和烧结范围在陶瓷工业中是决定坯料配方、选择窑炉类型的重要参数。试料以烧结温度低、烧结范围宽(100—150℃)为宜，工艺上可以用掺配助熔原料及将不同类型的高岭土按比例掺配的方法控制烧结温度及烧结范围。

烧成收缩性是指已干燥的高岭土坯料在烧成过程中，发生一系列物理化学变化(脱水作用、分解作用、生成莫来石，易熔杂质熔化生成玻璃相充填于质点间的空隙等)，而导致制品收缩的性能，也分为线收缩和体收缩两种。同干燥收缩一样，烧成收缩太大，容易导致坯体开裂。另外，焙烧时，坯料中若混有大量的石英，它将发生晶型转化(三方→六方)，使其体积膨胀，也会产生反收缩。

耐火性是指高岭土抵抗高温不致熔化的能力。在高温作业下发生软化并开始熔融时温度称耐火度。其可采用标准测温锥或高温显微直接测定，也可用M．A．别兹别洛道夫经验公式进行计算。

耐火度t(℃)=[360+Al2O3-R2O]/0.228

式中：Al2O3为SiO2和Al2O3分析结果之和为100时其中Al2O3所占的质量百分比；R2O为SiO2和Al2O3分析结果之和为100时其它氧化物所占的质量百分比。

通过此公式计算耐火度的误差在50℃以内。

耐火度与高岭土的化学组成有关，纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右，当水云母、长石含量多，钾、钠、铁含量高时，耐火度降低，高岭土的耐火度最低不小于1500℃。工业部门规定耐火材料的R2O含量小于1.5—2%，Fe2O3小于3%。

结果表明，与未煅烧高岭土相比，低温煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加，结构发生变化，粒径较小且均匀，与未煅烧高岭土填充NR胶料相比，低温煅烧高岭土填充NR胶料的硫化特性曲线基本一致，绍尔A型硬度不变，拉伸强度提高，两者的物理性能均达到运动鞋非透明鞋底行业标准的要求。

日前陶瓷、橡胶、塑料、人造革、自水泥、耐火材料、化学等工业以及农业毋有广泛应用。随着对高蛉土选矿工艺的进一步提高，高岭土的应用范围将日趋广泛。煤田地质系统备单位，可以从实际情况出发，立足于煤系地层中高蛉土资源及市场需求。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿，过去一般用于生产陶瓷，耐火材料以及少量掺入塑料，橡胶中怍填料。随着国民经济各领域的日益发展，人们越来越重视高蛉土的深度加工，因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料，而且还可提高经济效益。对高岭土进行深加工舳方法之一，即将巳淘洗和韧步烘干磨耪的高岭土进一步加热，焙烧，脱水，使其变成偏高岭土，用作塑料电缆科的填料，以提高电缆包皮的绝缘性能。常用的鞋类橡胶填充剂主要有有机填充剂和无机填充剂两种，前者包括再生胶和回收料等，后者包括白炭黑、碳酸钙、钛白粉、碳酸镁、氧化镁、炭黑和锌氧粉等。高岭土是近几年开发的一种新型橡胶制品填充剂。

但是在高岭土的所有应用都必须的经过加工成为细粉，才能加入到其他材料中，完全融合。

2．实验步骤

2.1 实验原料：

主要原料：煤系高岭土（工业矿，乌海）,化学成分见表2.1：

表2.1 高岭土矿的主要化学成分（%）

其他试剂：氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钙(CaCO3)、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化钾(KCl)、硫酸(H2SO4)、尿素(CO(NH2)2)、碳粉(化学纯试剂)。其中氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙、氯化钠、氯化钙、氯化钾、氟化钙作为高岭土的煅烧助剂，尿素作为插层剂，碳粉在研究还原气氛对煅烧高岭土白度的影响试验中作为还原剂，提供还原气氛。

2.2 实验设备

实验设备见表2.2

表2.2 实验设备及型号

2.3 方案依据

煅烧对于高岭土资源，特别是煤系高岭土的开发、利用和深加工是十分关键的作业之一，无论是生产高档次的填料、涂料及磨料、耐火材料都必须进行煅烧。煅烧是煤系高岭土脱碳增白的必需措施，煅烧有时还具有精选除杂的效果。在利用高岭土中的物料组分为原料进行深加工时，煅烧还是增强化学反应活性，提高其有用成分提取率的必要手段。因此，煤系高岭土深加工的核心技术是煅烧，煅烧是提高煤系煅烧高岭土产品质量的关键工序。

煅烧高岭土产品的特性及应用是由煅烧工艺及设备决定的，由于煅烧目的、煅烧工艺和资源特征的差异，目前尚未推出较理想、可靠的设备。而对于一定的煅烧设备或煅烧方式来说，煅烧过程中的各种影响因素，如温度、添加剂、气氛以及原料细度等，直接影响高岭土产品的性能。而煅烧产品的物化性能决定其应用性能和使用价值。因此本课题的研究对于提高和稳定煅烧高岭土的产品质量、增加其利用价值，以便有效开发我国的煤系高岭土资源，具有重要的理论意义和应用价值。

2.4 研究内容和技术路线

研究各种不同煅烧条件对煅烧高岭土物化性能的影响。主要包括以下内容:

(1)同种类的物料及给料细度对煅烧产品白度的影响。

(2)煅烧温度、恒温时间等对煅烧高岭土产品白度的影响。

(3)不同煅烧气氛或煅烧助剂对煅烧高岭土产品的物化性能的影响。

取不同细度的高岭土，研究不同原料细度对煅烧产品的白度、活性等物化性能的影响:在此基础上，选择一定细度原料，在不同的温度下进行煅烧，研究煅烧温度对高岭土性能的影响；选择较佳煅烧温度，以它为定量因素，进行不同的升温速度、恒温时间对煅烧高岭土产品物化性能影响的研究；然后再研究煅烧气氛或煅烧助剂对煅烧高岭土物化性能的影响。确定了这些影响因素的最佳组合条件后，进行综合实验。拟采用的技术路线如图2-1:

图2-1 实验路线图

2.5 性能测试

2.5.1 白度

这里所测量的白度为蓝光白度(TAPPI)

以主波长457nm±0.5nm半峰宽度为44nm蓝色光谱为照射光源，用积分球收集漫反射光，以相对于白色参比标准的反射率作为被测物体白度

W=B457

式中：W ——试样白度，B457 ——蓝光绝对反射比。用测色色差计进行测量。

2.4.2 DTA

差热分析(DTA)是在程序控制温度下测定物质和参比物之间的温度差和温度关系的一种技术。物质在加热或冷却过程中的某一特定温度下，往往会发生伴随有吸热或放热效应的物理、化学变化，如晶型转变、沸腾、升华、蒸发、熔融等物理变化，以及氧化还原、分解、脱水和解离等化学变化。另有一些物理变化如玻璃化转变，虽无热效应发生但比热容等某些物理性质也会发生变化。此时物质的质量不一定改变，但温度是必定会变化的。差热分析就是在物质基础这类性质基础上建立的一种技术。将高岭土粉末研磨，过180目筛子，称取样品12g。差热分析使用中温差热分析仪CRY-1型差热分析仪，由室温升至1050℃，升温速率为10℃/min。

3．实验结果及讨论

原料细度对煅烧产品白度的影响

取d90=8μm, d90=16μm, d90=24μm，d90=50μm的原料各30克，放在小坩埚中，其中不加入任何的添加剂，分别在马弗炉中煅烧，煅烧温度为850℃，升温速度为5℃/min,恒温时

间为2h。

图3-6原料细度对产品白度的影响曲线图

图3-6表示煅烧产品的白度与给料细度的曲线。结果显示，给料粒度越小，煅烧产品的白度越高，粒度越大，煅烧产品的白度越低。这是因为粒度粗，煅烧会从原始固相表层开始，并逐步向矿物中心推移，煅烧一定程度后，物料颗粒内部未反应的部分，将被外部固体产物所包裹而形成一层固体反应层。继续煅烧，反应气体或热传导将先穿过固体反应层，达到内部未反应的界面部分。这样煅烧反应速度将随反应界面向内部推移而降低，煅烧脱炭、脱羟将逐步变得困难。若高岭土的粒度足够小，形成疏松的多孔层料，则煅烧反应(热传导)能够顺利地穿过料层，达到料层每个部分的高岭土颗粒表面，并向每个颗粒内部扩散，由于颗粒较小，在每个颗粒表面形成的固体反应层较薄，故煅烧反应易进行，脱炭、脱羟较完全，产品白度高。所以最佳的粒度取d90=8μm。

不同煅烧温度对白度的影响

为了研究不同煅烧温度对煅烧高岭土的白度的影响，取添加剂含量相同、粒度相同的原

料在不同的温度下进行煅烧实验研究各种煅烧温度对产品白的影响。

取d90=8μm、添加剂为2%的NaCl的物料各六份，每份各30g，放入坩埚中并放入马弗炉中，在650℃, 750℃,850℃,900℃，950℃,1050℃的温度下煅烧，恒温时间4小时，升温速度为5℃/min。

图3-7煅烧温度对产品白度的影响曲线图

由图3-7中曲线可知，煅烧温度越高，煅烧产品白度也越高。这是因为给料粒度相同，在相同的时间里，煅烧温度越高，在颗粒表面形成的固体反应层越薄，热传导越易穿过这层反应层，到达颗粒内部，在其它条件相同的情况下，产品脱炭和脱羟更为完全、彻底，因此白度也就越高。其中温度从750℃升高到850℃时，白度有较大的提高，在这一阶段，高岭土中所含的有色杂质碳、有机物、硫、铁等相继燃烧，故白度有较大的提高。超过900℃后，白度增加趋缓。由图3-2原料的差热曲线可知，当煅烧温度超过960℃时，高岭土逐步莫来石化而失去了活性。所以在煅烧高岭土时，煅烧温度偏低，则煅烧所需时间长，炭质不易脱除；煅烧温度过高，导致莫来石的形成，能耗高。900℃煅烧的产品白度相对于850℃煅烧的产品白度提高的幅度很小，所以，不能为提高白度而一味地提高煅烧温度。最佳的煅烧温度取850℃。

高岭土生产工艺标准技术

1.1.1.产品规模 一级高岭土：12万吨/年；二级高岭土：8万吨/年 建筑用砂：5万吨/年；黄铁矿：1万吨/年。 工艺技术方案目前国内高岭土湿法深加工技术比起传统技术有所提高，但在关键技术和关键工艺方面仍然落后国外，特别在自动化程度、成套技术、生产效率和工艺稳定性等方面与欧美、日本还有较大差距。随着石化、造纸、陶瓷、耐火材料等行业的发展，这些行业对高档高岭土的需求在不断地上升，市场不断扩大。高档高岭土行业的发展瓶颈已经显现，需要更加先进的技术、工艺、装备，更加稳定的产品性能、高产能、高效率。 本项目采用自主研发的新技术、新工艺、新装备，淘汰落后的技术、工艺、装备和产能。本项目开发的新型捣浆机用于原料制浆过程中矿物的分散，比原来的制浆时间短，矿物与杂质分离的更完全，有助于后道工序的分选作业。新的分选装备小口径高压旋流器的开发，提高了更细粒级矿物的分级。高档高岭土生产线将采用新的干燥技术比原干燥节约用地70%，干燥效率提高了50%。整条生产线自动化程度提高了，降低了生产和管理成本，同时提高了生产流程的稳定性。项目使用自主开发专利技术 依据流程先后矿浆自流原则，依次布置。原料预处理车间布置在最高处，然后依次为制浆车间、分选车间、超细磨车间、超导磁选车间、压滤车间、干燥车间、轧粒包装车间、中尾矿处理车间。具体详见总平面布置图。

1.1. 2.主流程工艺流程主流程工艺详见附图2“主流程数质量流程图”，进料总量24.22万吨，生产 一级高岭土系列产品10.4万吨，二级高岭土系列产品8万吨，一级品三氧化二铝含量大于35%，铁含量小于0.5%，-2um以下88%，二级品三氧化二铝含量大于30%，铁含量小于0.8%，-2um以下75%。 1.1. 2.1.原料预处理系统运送至原料仓库的原料需要进行破碎至5cm以下。破碎后的原料再通过振动 筛给到皮带输送机，由皮带输送机输送至原料储存料仓。 1.1. 2.2.高浓度制浆系统原料储存料仓中的原料通过板式给料机按一定的给料量加入至捣浆池中，同时 加入水和能使矿浆分散的分散药剂，配制矿浆浓度30%左右，进行高速搅拌打散。 超细磨剥系统浓缩后的精矿矿浆加入混合分散剂，使矿浆完全分散，具有良好的流动性，控制矿浆浓度在45%左右，由变频螺杆泵输送至超细磨剥机进行研磨剥片。 1.1. 2. 3.分选、分级系统高速分散后的矿浆首先进入粗选作业，经过水力旋流器?200、?150，粗选后的 溢流矿浆再进入精选作业，分别经过?75、?25，最后经过超细分级高压旋流器?10。 1.1. 2.4.压滤系统经过分选后的精矿矿浆由柱塞泵输送至大型自动压滤机进行压滤脱水，把浓度为8% 的矿浆压滤成含水30%的半成品。 1.1. 2.5.干燥系统 经过压滤脱水后的半成品送至干燥架进行自然干燥，干燥后成品含水为15%左右。 1.1. 2.6.轧粒、包装系统干燥后的成品运送至轧粒、包装车间，经过破碎机把干燥后的高岭土泥饼破碎 机至3cm～5cm粒径大小的粒状，再经过提升机提升至成品缓冲料仓，然后通过自动卸料方式进入自动包装机进行包装。 1.1. 2.7.中尾矿处理系统经分选系统中粗选作业处理后得到的尾矿以及由?25水利旋流器分选后的尾 矿再经过堆放、风化、解离后加水、分散剂进行二次三次选别，浓缩、压滤、干燥、轧粒包装。 最终产生的粗尾矿再次经过摇床等粗选设备进行粗尾矿的选别作业，分选出石英砂、黄铁矿、高岭土。 1.1. 2.8.选矿废水净化系统主流程和中尾矿系统中压滤机排出的含酸性比较强的废水、浓缩过程中排出 的废水、清洗压滤布产生的废水均排到废水处理系统，通过加入混合药剂，中和掉多余的硫酸根离子等，净化水质，净化后的水进入到循环水池再利用。在制浆过程中需要加入碱性分散剂，而处理后的水偏碱性，这样可以节约大量的药剂。 1.1. 2.9.超细改性系统为开拓占领高端市场，项目设计充分利用公司取得的超细改性工艺技术，建设一 条利用本项目生产的一级高岭土为原料，通过超细改性工艺的2000吨/年的改性高岭土生产线。 1.1. 2.10.破碎系统、原料储存系统原料从公司厂矿或车站码头用自卸车、集装箱货车或农用货车等 运至原料仓库储存。原料棚建在主流程原料棚的北侧山坡上，面积约350m2。根据需要对原料进行

聚酰亚胺的填充改性研究进展

聚酰亚胺的填充改性研究进展 摘要介绍聚酰亚胺材料的主要特点及其应用领域。针对近期PI树脂的改性,包括无机填料、金属及金属氧化物、纳米材料和杂化填料对PI的改性研究进行了较为系统地概述。最后针对我国PI生产及研究现状提出了相应的建议。 关键词聚酰亚胺,无机填料,金属及金属氧化物,纳米材料,杂化填充 聚酰亚胺(PI)是一类综合性能非常优异的聚合物,由于其具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高电绝缘、低介电常数与损耗、耐辐射、耐腐蚀等优点而被广泛应用于微电子工业和航空航天材料中。聚酰亚胺的不足之处是不溶、不熔、加工成型难、成本高等,故又限制了其 使用。目前,改性聚酰亚胺主要有组成、结构改造、共聚、共混、填充等方法,其中填充改性是一种简单有效的方法,既可保持其优点又可利用复合效应改善和克 服纯PI的缺陷从而提高其综合性能。在PI中加入不同的填料,可以显著提高其机械强度、硬度及耐磨性。目前常用的填料主要有无机填料、金属及金属氧化物、纳米粒子、杂化填料等,本文对不同填料填充的PI的性能进行了阐述。 1无机填料填充PI 无机纳米材料因具有很低的热膨胀系数和较低的吸水性,故非常适合于对PI的改性[1]。目前,无机填料主要包括玻璃纤维(GF)、碳纤维、石墨、二硫化钼(MoS2)、二氧化硅(SiO2)、陶瓷颗粒等。宋艳江等[2]对玻璃纤维(GF)填充聚酰亚胺复合材料弯曲性能进行了研究,结果发现:刚性填料玻璃纤维改性热塑性聚酰亚胺能明显地提高材料的玻璃化转变温度(Tg)。此外,对聚合物分子链热运动有较强阻碍作用,能较大提高复合材料在高温下的弯曲强度和弯曲模量。在温度为225℃时,复合材料的力学强度保留率在60%以上,并且随填料含量的增加效果更加显著;在相同含量时,长玻璃纤维由于其连续性好能更好地承载应力,较短玻璃纤维增强作用则更为明显。贾均红等[3]考察了碳纤维、玻璃纤维及石英纤维增强PI复合材料在干摩擦和水环境下的摩擦磨损行为。结果表明:碳纤维增强PI复合材料在两种摩擦条件下的摩擦系数和磨损率都随碳纤维含量的增加而不断降低。而玻璃纤维和石英纤维增强P复合材料的摩擦系数和磨损率则随纤维含量的增加而增大。并且材料的磨损均以塑性变形、微观破裂及破碎为主导,由于摩擦副表面吸附或存留水 分的边界润滑作用,相同纤维种类和含量增强PI复合材料在水环境下的磨损率均较干摩擦下的低。高鑫等[4]采用浓硝酸氧化和聚酰亚胺(PI)包覆复合方法对短切碳纤维(CF)进行表面改性,并考察了经复合处理后碳纤维增强聚酰亚胺复合材料 的力学性能。结果表明:经过包覆处理后CF/TPI复合材料的拉伸强度比未处理的提高111 34%,弹性模量提高1091 2%,弯曲强度提高181 78%,冲击强度提74115%。

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超细煤系煅烧高岭土颗粒物化性质与表面改性

超细煤系煅烧高岭土颗粒物化性质与表面 改性 第22卷第6期 1999年l1月 非金属矿V0:22No.6 Non—Meta1]icMinesNov.1999 / 超细煤系煅烧高岭土颗粒物化性质与表面 _-.三童墨二一陈秀枝袁京莉 (北京科技大学资源工程学院.北京100083) 摘要在研究1超细壤未煅烧高岭土颗粒的物理化学性质后.螬旮颜料的特性分析7遛细蝶隶域境高峥土柠 酎原因结果表明,超妇蝶系艘烧寄母三的高白度,高折光拍数,鞋强适盖力抵哑油量等枷也性鲍是将其作为故白代 曾i粒表面吸附能卉的增强囊表面电位有利于其与杠面随性药剂作用 关键词爆帛搬烧高岭土兰墨兰暑苎苎 煤系高岭土通过煅烧和超细粉碎,大幅度地提 高了其白度,作为常用的工业矿物资源,如何提高其 应用价值显得尤为重要.超细粉碎为拓宽其应用领 域开辟了新的途径,而超细粉碎过程中所引发的颗 粒结构,及其物理化学性质的变化特点,则为其进一 步深加工(如表面改性)提供了理论依据. 在粉碎过程中,物料受外界机械力的作用,宏观 上表现为物料颗粒细化和比表面积的增大,而微观 上由于部分能量储聚在颗粒体系内部,从而导致颗 粒晶格畸变,晶格缺陷加深,无定形化,生成游离基, 表面自由能增大,外激电子放射或出现等离子态等.

因此,物料活性提高,反应能力增强,这种在粉碎过 程中因机械力的作用而引起的颗粒物理结构和物化性质变化的现象,称为"超细效应"或"机械力化学效应". 下文就煤系煅烧高岭土湿法超细粉磨产生的物 化性质的变化,结合钛自粉颜料的性能要求,浅析了超细煤系煅烧高岭土粉体作为钛自代用品基体的原因. 1试验与测试方法 煤系煅烧高岭土试样取自陕西某地高岭土厂, 试样d17.69gin,在试验室经湿式盘式搅拌磨通过 优化工艺参数,分别获得了d0为296gin(产物A, 下同)和O,95m(产物B,下同)两种产品.并分别对 以上三种物料进行了物化性能测试.测试方法按相应国标进行. 2试验结果与讨论 2.1密度变化有人曾研究干式磨矿条件下, imm的石英磨至0imm时,其密度由265g/cⅡ 降至2.37crrl左右;而对湿法研磨过程中颗粒密 *画章自然科学基奎资助项目.蝙号59704006 — 于图1.结果表明,磨矿后产物特别是超细颗粒(产 物B)的吸水能力明显强于宋磨试样,与后者相比, 前者不仅在相同时间下的吸水率和达到饱和之后的吸水率均大于后者.而且达到饱和的时同也较短. 基体(产物B)l4天吸水达到饱和.而试样和产物A 20天仍未饱和,由此说明,颗粒细化的过程亦即吸 水能力增强的过程不排除磨矿产物固粒度细,比

高岭土指标及应用

高岭土指标及应用 高龄土的用途质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。 目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨。 高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和纸板(主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。

高龄土的工艺特性 1．白度和亮度 白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000 ?波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。 亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570 ?波长光照射下的白度。 高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对

偏高岭土活性铝的浸出技术及机理

- 75 - 第39卷第2期 非金属矿 Vol.39 No.22016年3月 Non-Metallic Mines March, 2016 煤系高岭土是一种与煤共生的硬质高岭土，储量大、分布广[1] 。偏高岭土是由高岭土经过焙烧之后得到的一种无定型不稳定状态的硅铝酸盐[2]，具有较高的火山灰活性[3]。活性是偏高岭土性能的重要检测指标之一[4]。高岭土活性的测试可以通过XRD 法[5]，压缩测强法[6-7]， 碱吸收法[8]，铬天青S 分光光度法[9-10]。徐小斌等[11]对偏高岭土地聚物进行研究， 发现偏高岭土的活性可由高岭土活性铝含量表示，偏高岭土地聚物的抗压强度与偏高岭土的活性铝浸出率有明显的对应关系，可以通过测定偏高岭土中氧化铝的浸出率来评价焙烧高岭土活性的大小。氧化铝浸出率是指经过酸浸的高岭石浸出氧化铝的量占氧化铝总量的百分数。铝浸出率越高，偏高岭土活性越高，所制备地质聚合物抗压强度越大[12]。 本实验对焙烧得到的偏高岭土进行铝浸出试验，研究不同焙烧和酸浸条件对偏高岭土铝浸出率的影响，确定最佳的浸出条件和焙烧制度，为深入研究偏高岭土制备地聚物及应用提供基础。 偏高岭土活性铝的浸出技术及机理 雷绍民1?李?阳1*?刘园圆1?张海亮1?樊艳明2 （1 武汉理工大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070；2 宜昌惠龙科技有限公司，湖北 宜昌 443004） 摘?要?采用XRD 、 XRF 、TG-DSC 等测试技术，对湖北宜昌煤系高岭土进行了表征分析。探讨了焙烧煤系高岭土活性铝浸出技术方法。偏高岭土活性用铝浸出率评价，采用EDTA 络合滴定法测定铝浸出率。结果表明，在焙烧温度750 ℃、升温速率5 ℃/min 、保温时间5 h 条件下制备的偏高岭土活性最高。在盐酸浓度6.19 mol/L 、常温酸浸出时间120 min 条件下，铝浸出率为72.93%，偏高岭土活性铝含量为28.13%。 关键词 煤系高岭土； 焙烧；常温浸出；活性铝中图分类号： TD985 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(2016)02-0075-04Technology and Mechanism of Leaching Active Aluminum Occurred in Metakaolin Lei Shaomin 1 Li Yang 1* Liu Yuanyuan 1 Zhang Hailiang 1 Fan Yanming 2 (1 School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070; 2 Yichang Huilong Science and Technology Co., Ltd., Yichang, Hubei 443004) Abstract The coal series kaolinite from Hubei Yichang was characterized using XRD, XRF, TG/DSC. The technical method of activated aluminium leached with the roasted coal series kaolinite has been investigated. Activity of metakaolin was evaluated by rate of aluminum leaching that was examined using compleximetry of EDTA. The study found that the best condition of the preparation of metakaolin to get the maximum activity are heating rate of 5 ℃/min, roasting temperature 750 ℃ and heat preservation for 5 h. The leaching rate of aluminum and content of activated aluminium were72.93% and 28.13% respectively for the metakaolin as 6.19 mol/L of HCl concentration, leaching for 2 h at room temperature. Key words coal series kaolin; roasting; leaching at room temperature; active aluminium 收稿日期：2016-02-03 基金项目：宜昌慧龙科技有限公司院士专家工作站项目(鄂科协计财[2013]104-22)。* 通讯作者，E-mail: WHUT_liyang@https://www.wendangku.net/doc/0d11265971.html, 。 1 实验部分 1.1 原矿性质 1.1.1 原矿化学成分：煤系高岭土来自湖北宜昌，矿样呈灰黑色，粒度-44 μm 。由XRF 分析得出矿样的化学组成(w /%)为：SiO 2， 49.03；MgO ，0.084；Al 2O 3，34.18；TiO 2，1.72；Fe 2O 3，0.73；SO 3，0.23；CaO ，0.20；烧失量，13.50。 1.1.2 原矿矿物结构：对实验矿样进行XRD 分析，结果见图1。由图1可知，该矿物主要成分为高岭石，脉石矿物主要为石英、叶腊石、钛杂质，钛杂质主要以金红石、锐钛矿形式存在。铁、硫等杂质含量很少，在XRD 图谱中不存在其特征峰。 图1 煤系高岭土原矿XRD 图谱 1.1.3 原矿TG-DSC 分析：对矿样进行热分析（包括热重分析（TG ）、差热分析（DTG ）、 差示扫描量热分析

矿物填料在涂料中的应用特性

矿物填料在涂料中的应用特性 1.概述 涂料是一种呈现流动状态或可液化之固体粉末状态或厚浆状态的，能均匀涂覆并且能牢固地附着在被涂物体表面，并对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用，或几种作用兼而有之的成膜物质。 涂料产品除油漆之外，还包括了利用各种合成树脂、乳液等为主要原料生产的溶剂型涂料、乳胶型涂料、水溶性涂料、粉末状涂料等。 涂料中的无机填料又称体质颜料，有时也称颜料增量剂，可分为非功能性填料和功能性填料。前者主要起增量作用，以降低涂料的原材料成本；后者除具有增量作用外，还具有改进涂料或涂膜的某些性能的功能，如控制流变性、改进附着力、控制光泽、提高遮盖力、防止腐蚀和优化颜料积浓度等。 涂料是无机填料的主要用户之一，目前世界上涂料产量约2300万吨/年，共消费填料约600万吨/年。我国已成为世界上的涂料生产大国之一，目前生产的涂料约300万吨/年，大约消耗无机填料80万～100万吨/年。 2.填料在涂料中的功能和要求 涂料中的填料（体质颜料），通常是白色或稍带颜色的，折射率小于1.7的一类颜料。 它具有涂料用颜料的基本物理和化学性能，但由于折射率与成膜物质相近，因而在涂料中是透明的，不具有着色颜料的着色力和遮盖能力，是涂料中不可缺少的一种颜料。由于填料绝大多数来自天然矿石加工产品，其化学稳定、耐磨、耐水等特性好，且价格低廉，在涂料中起骨架作用。通过填充增加涂膜的厚度，改善涂膜力学性能，并能起耐久、防腐蚀、隔热、消光等作用。另一方面把它作为降低涂料制造成本的一种途径，利用其价廉、价格远远低于彩颜料，在满足漆膜遮盖力的前提下，适当添加体质颜料来补充彩色颜料在漆中应有的体积。 涂料中使用填料，降低成本不是唯一作用。填料所起的主要作用与功能是：①在涂料中起骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实；

高岭土和膨胀土特性

高岭土与膨胀土特性 一、高岭土： 质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。 1. 化学式 Al2O3-2SiO2-2H2O 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。 3．可塑性 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。 可塑性强度可塑性指数可塑性指标 强可塑性>153.6 中可塑性7—152.5—3.6 弱可塑性1—7<2.5 非可塑性<1 4．结合性 结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性能。结合能力的测定，是在高岭土中加入标准石英砂(其质量组成0.25—0.15粒级占70%，0.15—0.09mm粒级占30%)。以其仍能保持可塑泥团时的最高含砂量及干燥后的抗折强度来判断其高低，掺入的砂越多，则说明这种高岭土结合能力就越强。通常凡可塑性强的高岭土结合能力也强。 5．粘性和触变性 粘性是指流体内部由于内摩擦作用而阻碍其相对流动的一种特征，以粘度来表示其大小(作用于1单位面积的内摩擦力)，单位是Pa·s。粘度的测定，一般采用旋转粘度计，以在含70%固含量的高岭土泥浆中的转速来衡量。在生产工艺中，粘度具有重要意义，它不仅是陶瓷工业的重要参数，对造纸工业影响也很大。据资料表明，国外用高岭土作涂料，在低速涂布时要求粘度约0.5Pa·s，高速涂布时要求小于1.5Pa·s。

高岭土

高岭土 1．白度和亮度 白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000Å（即埃，1埃=0.1纳米）波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。 亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570Å（埃）波长光照射下的白度。 高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。 3．可塑性 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。 可塑性强度可塑性指数可塑性指标 强可塑性>153.6 中可塑性7—152.5—3.6 弱可塑性1—7<2.5 非可塑性<1 4. 化学式 Al2O3-2SiO2-2H2O

高岭土的表面改性

高岭土表面改性 （化学与环境工程学院学硕2014 140920020 田敏） 摘要:高岭土是一种重要的工业矿物，在造纸、陶瓷、橡胶、油漆、塑料、涂料、耐火材料等领域得到广泛的应用，但在用作填料和涂料等时需要进行表面改性处理。本文主要介绍高岭土表面改性方法、改性效果的表征和应用。常用的高岭土表面改性方法有煅烧改性和偶联剂改性；高岭土表面改性效果表征方法主要有沉浮法、活化指数法、材料性能测定法。 关键词：高岭土、表面改性、偶联剂 正文： ―高岭土（Kaolin）‖一词来源于中国江西景德镇高岭村产的一种可以制瓷的白色粘土而得名。高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等性质。将高岭土用物理、化学或机械方法进行表面改性处理，改变其表面的物理化学性质（如表面晶体结构、官能团、表面能、表面电性、表面浸润性、表面吸附性和反应特性等），从而改善其在橡胶、电缆、塑料、油漆、涂料、化工载体等方面的应用性能，得到广泛的使用。 1 高岭土表面改性方法 高岭土主要成分是含水硅酸铝，属于层状硅酸盐矿物，一般认为其化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O[1,2] （结晶水以羟基的形式存在），是由SiO4四面体的六方网层与AlO2(OH)4八面体层按1∶1结合成层状结构。由于层间之间的氢键力和范德华力相互作用，因而晶层之间连接紧密，性能稳定。表面的结构官能团有:—Si(Al)—OH，—Si—O—Al—和—Si(Al)—O，这些活性点是对高岭土进行表面改性的基础。 常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、有机硅（硅油）、聚合物、表面活性剂以及有机酸等。用途不同，用的表面改性剂的种类不同。 1. 1煅烧改性 煅烧改性是通过物理方法对高岭土进行热处理，使高岭土的晶体结构发生改变（主要由层间的氢键断裂及结晶水脱除引起），表面活性点的种类和数量都增多，使其反应活性增大；使高岭土粒径增大，表面能降低，使高岭土分散性提高。煅烧还会使高岭土产生如下变化:硬度增大导致耐磨性提高；酸性增强，未煅烧高岭土的pH值为6～7，煅烧后为5.6～6.1；电性能提高；白度增大。 煅烧高岭土时应注意温度的选择，在较低温度煅烧，高岭土的活性较大；在较高温度煅烧，可形成铝尖晶石，并在一定温度下有莫来石产生，此时高岭土的活

高岭土

高岭土简介

目录 1.概述 0 2.成分及性质 0 2.1.组成成分 0 2.2.理化性质 (1) 3.矿床成因 (1) 4.分类 (2) 5.资源分布 (3) 5.1.中国分布 (3) 5.2.国外分布 (3) 6.工艺性能 (3) 6.1.白度和亮度 (4) 6.2.粒度分布 (4) 6.3.可塑性 (5) 6.4.结合性 (5) 6.5.粘性和触变性 (5) 6.6.干燥性能 (6) 6.7.烧结性 (6) 6.8.烧成收缩 (7) 6.9.耐火性 (7) 6.10.悬浮性和分散性 (8) 6.11.可选性 (8) 6.12.离子吸附性及交换性 (8) 6.13.化学稳定性 (9) 6.14.电绝缘性 (9) 7.加工方法 (9)

7.1.分离方法 (9) 7.2.湿法加工工艺 (10) 7.3.煅烧法 (10) 7.4.剥片法 (11) 7.5.无机酸处理 (11) 8.主要用途 (11)

1.概述 高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因外观呈白色而又细腻，又称白云土、观音土、陶土、阁土粉。因江西省景德镇高岭村而得名。 质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成，化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O。 高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。 2.成分及性质 2.1. 组成成分 高岭土类矿物是由高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等高岭石簇矿物组成，主要矿物成分是高岭石。 高岭石的晶体化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O，其理论化学组成为46.54%的SiO2，39.5%的Al2O3，13.96%的H2O。高岭土类矿物属于1:1型层状硅酸盐，晶体主要由硅氧四面体和绍氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层，各个硅氧四面体未公用的尖顶氧均朝向一边；由硅氧四面体层和招氧八面体层公用硅氧四面体层的尖顶氧组成了1:1型的单位层。

超牌KAOPOZZTM高活性偏高岭土有效解决泛碱

超牌KAOPOZZ TM高活性偏高岭土有效解决泛碱 泛碱产生的原因 在硅酸盐水泥水化的过程中，水与水泥反应生成水合硅酸钙，同时生成副产物——氢氧化钙（石灰），石灰生成量可以占到水化后水泥重量的２５％。石灰对混凝土性能不但没有贡献，反而有害，会产生泛碱等一系列问题。 混凝土及砂浆中存在的氢氧化钙等可溶性盐，会随着水分蒸发迁移到材料表面，形成白色结晶，这就是泛碱现象，氢氧化钙通常是造成泛碱现象的根本原因。泛碱发生在两个阶段，一次泛碱发生在养护过程，水泥水化产生的氢氧化钙随着水分的蒸发，迁移到混凝土及砂浆的表面，随后与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。 二次泛碱发生在硬化后的混凝土再次被打湿时，水渗透到混凝土中，溶解部分氢氧化钙，当混凝土变干时，溶解的碱性物质随着水分蒸发被迁移到混凝土表面，造成二次泛碱。 泛碱是持续进行并反复发生的，即使用稀酸把表面层已有的氢氧化钙清除掉，泛碱还会再次发生。 超牌KAOPOZZ TM从根源上解决泛碱 当KAOPOZZ TM加入混凝土、砂浆时，它能与游离石灰反应，生成新的胶凝材料，使混凝土、砂浆强度更高，更加耐久（见下列反应式）。 硅酸盐水泥＋水＝水泥胶凝材料＋石灰 石灰＋KAOPOZZ TM＝新增加的水泥胶凝材料 KAOPOZZ TM最高可以与自身重量1.6倍的石灰反应，从根源上消除泛碱现象。 超牌KAOPOZZ TM通过三种方式控制泛碱： １、与氢氧化钙快速反应，减少氢氧化钙含量，从而减少碳酸钙沉淀的形成； ２、与氢氧化钙快速反应，直接降低混凝土和砂浆中碱含量，从而减慢对空气中二氧化碳的吸收； ３、提高混凝土及砂浆的密实度，更细的孔径，使水分不易在混凝土或砂浆孔隙中进出，从而使氢氧化钙迁移到混凝土及砂浆表面变得困难。 根据Larbi等人的研究，在２０％加入量的情况下，高活性偏高岭土能在１４天时将混凝土及砂浆中的氢氧化钙基本反应掉。 图１：KAOPOZZ TM对混凝土及砂浆中石灰含量的影响

塑料填充改性

盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。塑料填充改性综合实验 班级： 09030341、09030342 组别：第八、十八组 姓名：乔荣 学号：08 八组成员：原文冉、李闯、李维、温磊、柳超 十八组成员：乔荣、雷俊杰、武忠、李琳、傅令明

塑料填充改性综合实验 一、实验目的 1、进一步了解塑料填充改性的方法，掌握基本配方的配制，加深对偶联剂的作用机理的理解； 2、掌握填充物的含量对复合材料力学性能的影响规律； 3、掌握数据处理和分析的方法。 二、实验原理 通过物理和机械的方法在高分子聚合物中加入无机或有机物质，或将不同类的高分子聚合物进行共混，或用化学的方法实现高聚物的共聚、接枝、交联、或将上述各种方法连用、并用，以达到使材料的成本降低、成型加工性能或最终使用性能得到改善，或在电、磁、光、热、声、燃烧等方面赋予独特功能等效果，统称之为高聚物的改性。填充改性就是在塑料成型中加入无机填料或有机填料，使塑料制品的原料成本降低达到增量的目的，或使塑料的性能有明显改变，即在牺牲某些方面性能的同时，使人们所希望的另一方面的性能得到明显提高或各种性能都得到提高。本实验将不同质量分数的表面处理的碳酸钙粒子填充到聚乙烯中，在双螺杆挤出机的挤压力和剪切力作用下混合均匀，经冷却、吹干、造粒得到填充改性的粒料。将经过干燥的粒料用注射机注射成测试样条，然后测试材料的缺口悬臂梁冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率，找出填料含量对材料力学性能的影响规律。 三、实验用原材料及仪器设备 1、实验用原料及配方 2、实验用仪器设备

（1）、平行双螺杆混炼挤出机（SHJ-36型），螺杆直径36；螺杆长径比36：1；（2）、挤出辅机（包括冷却水槽、风干机、切粒机）； （3）、高速混合机（GH-10）总容积10升，有效容积7升，主轴转速600~3000转/分；（4）、悬臂梁冲击试验机（XJU-22）; （5）、万能拉伸测试仪; （6）、注射机。 四、实验工艺条件的预定 1、材料配方的确定 2.混合工艺条件的确定： 混合时间： 10min 混合机转速：1500r/min 3.挤出机工艺条件： 表格1料筒各段的温度℃ 4.注射机工艺条件 料筒温度及各部分参数 五、实验内容及操作步骤 1、塑料的填充改性实验 （1）称量及混合

高岭土用途

高岭土用途 高岭土的用途质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘粘性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。 因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料 白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000Å；（即埃，1埃=0.1纳米）波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。 亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570Å（埃）波长光照射下的白度。 高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四

煅烧制度及激发剂对偏高岭土活性的影响

第31卷 第7期2009年4月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.31 No.7 Apr.2009 DOI:10.3963/j.issn.1671 4431.2009.07.032 煅烧制度及激发剂对偏高岭土活性的影响 王春梅,杨立荣,蔡基伟,封孝信 (河北理工大学材料学院,河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009) 摘 要: 采用EDT A 容量分析法,研究了煅烧制度(包括煅烧温度,升温速度与冷却速度,煅烧时间)、高岭土细度以及激发剂的掺入对偏高岭土火山灰活性的影响。结果表明,偏高岭土的活性,不但与煅烧温度有关,而且与升温速度、冷却速度都有十分紧密的关系。850 下急剧升温、快速冷却可以得到火山灰活性最高的偏高岭土。煅烧时间和细度对偏高岭土的活性有一定的影响。细度增加,煅烧时间延长,得到的偏高岭土活性降低。激发剂的加入有利于偏高岭土活性的提高。实验中,偏高岭土活化的最佳激发剂为窑灰,其掺入量以10%为宜。关键词: 偏高岭土; 火山灰活性; 煅烧制度; 激发剂中图分类号: T Q 172.1 文献标识码: A 文章编号:1671 4431(2009)07 0126 05 The Influence of Calcinated Condition and Activator on the Pozzolanic Activity of Metakaolin WAN G Chun mei,YAN G Li rong ,CAI J i w ei,FEN G X iao x in (Hebei Prov ince Key L aboratory of Inorganic Nonmetallic M aterials,School of M ater ials Science and Engineer ing ,Hebei Polytechnic U niv ersity,T angshan 063009,China) Abstract: By the methods of EDT A analysis,the influence of calcinated condition,w hich includes calcinated temperature, temperature raised rate and cooled rate,calcinated time,and the fineness of kaolinite,the addition of activation on the pozzolan ic activity of metakaolin w as determined.T he results indicate that the pozzolanic activity of metakaolin is not only associatio n with calcinated temperature but also wit h the temper ature raised rate and cooled rate.T he metakaolin wit h the optimal poz zolanic activity can be received by calcinated quickly and cooled suddenly at 850 .T he calcinated t ime and fineness w ill be in fluence the activity of metakaolin.T he activ ity of metakaolin w ill be decreased following calcinated time prolong ed and fineness incr eased.It is propit ious for improv ing t he pozzolanic activity of metakaolin by adding activation.T he optical act ivation of kaolinite is kiln dust and the reasonable amount of kiln dust is 10%. Key words: metakaolin; pozzolanic activity ; calcinated condition; activ ator 收稿日期:2008 10 15. 作者简介:王春梅(1973 ),女,讲师.E mail:wcm15507@https://www.wendangku.net/doc/0d11265971.html, 我国是一个水泥大国,在未来相当长的时期内,水泥及水泥基材料仍然是最主要的建筑材料之一。但是,水泥工业也是能源和资源消耗的大户[1,2],同时对生态环境也造成了严重的威胁。因此,必须研究如何拓宽水泥中混合材的范围,增加水泥中混合材的掺入量,以解决水泥工业面临的上述问题。 高岭土(Al 2O 3 2SiO 2 2H 2O)是一种用途广泛的矿物原料,矿物结构呈层状,经高温脱水处理后,其层状结构会发生较大的改变,形成偏高岭土。偏高岭土中原子排列不规则,呈现热力学介稳状态,具有较高的火山灰活性。多年来,围绕着如何提高偏高岭土活性的问题,进行了大量的研究,其中热活化是最重要的手段之一。高岭土热活化的质量主要取决于3个因素:煅烧温度、升温速度和冷却速度。以往的研究工作大多局