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煤系高嶺土結(jié)構(gòu)

高嶺石是層狀硅酸鹽的一種，結(jié)構(gòu)為二八面體(1：1)，晶格間距為 7A，層狀結(jié)構(gòu)間不含水分子及其它離子，氫鍵是層間聯(lián)結(jié)的主要價(jià)鍵。其理想結(jié)構(gòu)式為 A14[Si4010](0H)8，理論化學(xué)成分為 Si02 46.54%，A1203 39.50%，H20 13.96%。高嶺石屬于三斜晶系，結(jié)晶單體為假六方板狀，也有部分呈書冊(cè)狀。高嶺石結(jié)晶集合體大多呈現(xiàn)為蠕蟲狀及手風(fēng)琴狀，粒度介于 0.5～2nm 之間，少數(shù)蠕蟲狀集合體粒徑可能達(dá)到毫米級(jí)別。

高嶺石晶體結(jié)構(gòu)被破壞后，會(huì)產(chǎn)生兩種不同類型的晶面：(001)晶面、(110)和(010)晶面。由于高嶺土化學(xué)組分及結(jié)晶類型的特征，高嶺石晶胞中普遍存在離子間(Al3 、Si4 、Fe2 、Mg2 、Fe3 )的類質(zhì)同象替代，故而 (001)晶面上不可避免會(huì)有部分永jiu負(fù)電荷的存在。

在高嶺土中普遍存在如下幾種結(jié)構(gòu)：膠凝，粒度較細(xì)但極為致密；泥質(zhì)，河曲煅燒高嶺土批發(fā)，礦石中-10um 顆粒占絕大多數(shù)；含泥粉砂，河曲煅燒高嶺土塊料，砂在礦石中占到 25%～50%的比例；有機(jī)泥質(zhì)，有機(jī)質(zhì)如植物殘?bào)w等存在于高嶺石結(jié)構(gòu)中；變余，含有凝灰及斑狀變余結(jié)構(gòu)的蝕變高嶺土中。

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高嶺土在涂料中應(yīng)用

高嶺土具有白度高、質(zhì)軟、易分散懸浮于水中、良好的可塑性和高的粘結(jié)性、優(yōu)良的電絕緣性能；具有良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換量、較好的耐火性等理化性質(zhì)。

因此高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料等幾十個(gè)行業(yè)所必需的礦物原料。 高嶺土在造紙工業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。主要有兩個(gè)領(lǐng)域，一個(gè)是在造紙(或稱抄紙)過程中使用的填料，另一個(gè)是在表面涂布過程中使用的顏料。

高嶺土在涂料中的特點(diǎn)：  

粒度細(xì)，散布公道，325目篩余物很低；白度高，光散射機(jī)能好，粉飾力強(qiáng)；在各類系統(tǒng)平分散性好、懸浮性好、活動(dòng)性好；不與別的任何助劑、溶劑產(chǎn)生反響。可部門替換代價(jià)昂貴的二氧化鈦；進(jìn)步涂料的耐擦洗性、耐磨性和耐候性；具備很好的防沉降感化，改進(jìn)涂料的儲(chǔ)存不亂性。

煤系高嶺土煅燒前后的變化：表面官能團(tuán)的變化

高嶺石煅燒后，河曲煅燒高嶺土，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，其晶體結(jié)構(gòu)中的羥基在550℃以上的煅燒溫度已經(jīng)脫失殆盡。羥基的脫去使高嶺石晶體顆粒與表面改性劑之間賴以反應(yīng)結(jié)合的“橋梁”不復(fù)存在，從而使煤系煅燒高嶺土與非煤系軟質(zhì)高嶺土的改性機(jī)理和反應(yīng)過程完全不同。.

高嶺石煅燒前后，其表面的官能團(tuán)和活性反應(yīng)點(diǎn)已發(fā)生變化。煅燒前表面官能團(tuán)和反應(yīng)活性點(diǎn)主要為羥基，其表面改性機(jī)理主要是通過高嶺石表面羥基與偶聯(lián)劑分子的水解基團(tuán)形成氫鍵縮合。煅燒后高嶺石表面官能團(tuán)和反應(yīng)活性點(diǎn)則主要為Si-O和Al-O鍵，因此應(yīng)選擇易與Si-O和Al-O鍵形成化學(xué)配位的表面改性劑。

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