表面改性是高嶺土非常重要的深加工技術(shù)之一，是指根據(jù)應(yīng)用的需要，對(duì)高嶺土表面進(jìn)行物理、化學(xué)或機(jī)械方法處理，以達(dá)到提高高嶺土的白度、亮度、表面活性或改善與聚合物相容性等目的。
在實(shí)際生產(chǎn)過程中，正確評(píng)價(jià)表面改性效果，對(duì)及時(shí)調(diào)整改性劑、工藝與設(shè)備參數(shù)至關(guān)重要。高嶺土表面改性效果評(píng)價(jià)方法主要有以下幾種：
1、沉浮法
沉浮法是較為簡(jiǎn)單的一種評(píng)價(jià)高嶺土改性效果的方法，未改性的高嶺土表面親水疏油，在水中會(huì)自動(dòng)下沉，經(jīng)過改性后的高嶺土表面性質(zhì)發(fā)生變化，變?yōu)橛H油疏水，受到水中強(qiáng)大的表面張力被迫上浮，改性效果不同則沉浮情況也不同，可以借此來評(píng)價(jià)高嶺土的改性效果。
具體的操作方法為：將改性高嶺土放入水中觀察，從水面上快速下沉的改性效果最差，在水面上靜置的改性效果居中，隨意攪拌也不下沉的改性效果最好。
2、活化指數(shù)法
活化指數(shù)法與沉浮法原理類似，指漂浮在水面上的高嶺土占高嶺土樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，一般用H表示，H值為0~1，H值越大說明改性效果越好。
3、紅外光譜分析
采用紅外光譜對(duì)未經(jīng)改性的高嶺土和經(jīng)過改性后的高嶺土進(jìn)行對(duì)比分析，改性高嶺土在紅外譜圖上存在著改性劑的吸收峰，原因是改性劑與高嶺土發(fā)生了偶聯(lián)作用，偶聯(lián)劑與高嶺土以新的接枝物的形式共同存在，高嶺土轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻娓男缘漠a(chǎn)物，表面性質(zhì)較之前出現(xiàn)差異，通過這種差異，就可以評(píng)價(jià)高嶺土的表面改性效果。
4、表面潤(rùn)濕法
高嶺土改性后表面由親水疏油性變?yōu)橛H油疏水性，接觸角也會(huì)發(fā)生變化，可通過測(cè)定表面接觸角的方法來表征改性效果。通常情況下，接觸角增加越多（由小到大），表明改性效果越好。但是這種方法具有片面性，一般只能反映出高嶺土顆粒表面的疏水性和被改性劑包覆的程度。
5、濁度法
當(dāng)光線穿過盛有高嶺土的分散體系時(shí)，入射光會(huì)減小，可用通過單位厚度分散體系入射光強(qiáng)度的變化即濁度來表示，高嶺土粉體改性效果越好，分散越好，沉降越少，則表現(xiàn)為濁度越大。
6、材料性能測(cè)定法
高嶺土表面改性的原因是因?yàn)楸砻嬗H水疏油與基體相容性不好，以橡膠用高嶺土為例，其改性的最終目的是使其能夠?qū)ο鹉z產(chǎn)生補(bǔ)強(qiáng)作用，能夠部分替代價(jià)格昂貴的炭黑或白炭黑等傳統(tǒng)填料。
因此，通過對(duì)高嶺土和橡膠復(fù)合材料性能的測(cè)定是鑒定改性高嶺土補(bǔ)強(qiáng)效果的有效手段。測(cè)試復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性能等物理機(jī)械性能是對(duì)改性高嶺土補(bǔ)強(qiáng)效果最準(zhǔn)確、直接的表征方法。
除上述幾種表征方法外，還可通過吸附性法、核磁共振、差熱分析等手段來表征高嶺土的改性效果。其改性效果測(cè)定的原理都是由于高嶺土改性前后表面基團(tuán)組成以及鍵能等不同引起了特征曲線的變化。
參考資料：[1]李曉曉.高嶺土濕法改性及應(yīng)用的研究[D].青島科技大學(xué),2016.
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