表面改性是高岭土非常重要的深加工改性方法之一,是指根据应用的需要,对高岭土表面进行物理、化学或机械方法处理,以达到提高高岭土的白度、亮度、表面活性或改善与聚合物相容性等目的。

高岭土表面改性的基础是Si-O键和Al-(O,OH)键等活性基团,特点是即使采用化学反应的方法,也只改变矿物界面层次的组分,不改变内部晶体结构及物化性质,目前主要有以下几种方法:

1、插层法改性

插层改性方法是利用层状结构粉体颗粒晶体层间较弱的结合力或者层间含有可交换的阳离子等特性,采用化学反应或离子交换等方法改变粉体的层间和界面性质。

高岭土不可进行阳离子交换,但高岭土层间存在易形成氢键的-OH和Si-O键,层间距较小,只允许部分极性小分子(如HC-ONH2、CH3CONH2等)通过,可以将这些极性小分子插入高岭土层间并破坏其氢键,撑大层间距,使层间的亲水性变为疏水性,有利于其它有机物大分子通过置换过程进入,使得高岭土以纳米尺度的剥离状态分散到各种基体中。

2、机械力化学法改性

机械力化学改性法实质上是借助机械能激活颗粒和表面改性剂发生作用,达到将机械能转化为化学能的目的,可通过强机械力搅拌、冲击、研磨等方法实现。

此法在粉体的复合方面也做出了重要贡献,可以借助机械外力使粉体颗粒表面包覆上一层更细或具有功能性的粉体颗粒,上述表面包覆改性为化学沉淀,而此法为机械化学作用。机械力化学改性法采用不同的机器以及改性工艺,则粉体的改性效果也不同。