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膨胀珍珠岩的憎水改性方法


  

膨胀珍珠岩是山玻璃质火山熔岩经破碎、高温锻烧等工序处理,内部结构为疏松多孔的无机材料,具有密度小、导热系数低、吸附性强和孔隙率高等特点,广泛应用于建筑、化工、轻工、冶金、农林、环保等工业领域。


膨胀珍珠岩是一种理想的保温材料,但其较强的亲水性会显著降低产品的保温性能;作为塑料、橡胶填料,其亲水性和分散性同样受到限制。因此,必须对其进行憎水改性,才能实现膨胀珍珠岩的广泛应用。


膨胀珍珠岩的表面改性通常分为化学改性和物理改性:

  

化学改性


膨胀珍珠岩的化学改性主要包括酯化反应、硅烷偶联剂改性法以及表面接枝共聚法,通过膨胀珍珠岩颗粒表面存在的羟基与改性剂之间的化学反应,使其表面嫁接新的官能团,以改变颗粒表面的极性,得到颗粒表面的疏水性。

  

陈林雨等选用硅烷偶联剂WD-70对膨胀珍珠岩粉进行改性,将珍珠岩粉加入到高速捏合机中,预热干燥。在预热过程中加入改性助剂,调整珍珠岩粉的表面电位,使偶联剂更好地与珍珠岩表面产生键合,然后加入偶联剂,在一定工艺条件下进行表面改性。将改性后的珍珠岩粉作为橡胶填料,橡胶样品的抗拉强度和撕裂强度得到改善,且永久变形变小。由此可知,改性后的珍珠岩粉填充在橡胶中,可使得橡胶的主要机械力学性能得到改善。

  

物理改性


物理改性即利用表面改性剂通过物理作用于颗粒表面以改变极性。

  

采用硬脂酸为表面疏水改性剂,利用溶液浸渍法对膨胀珍珠岩进行了优化改性,将一定量的硬脂酸置于丙酮溶液中,搅拌溶解后,将膨胀珍珠岩颗粒加入到含有硬脂酸的丙酮溶液中,搅拌均匀后于室温下密封静止30min,然后将样品置于通风橱中,使丙酮完全挥发,即可得到硬脂酸改性的膨胀珍珠岩。改性后膨胀珍珠岩的颗粒结构仍为无定型的片状结构,表面由亲水性转变为疏水性,其油水选择性大大提高。

  

利用化学方法改性膨胀珍珠岩颗粒具有反应时间长、需要加热干燥等额外能量、工艺条件复杂、对操作人员的技术要求较高等特点。利用物理法改性具有操作工艺简单、改性速率快、不需要额外的能量供应等优势。


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