高嶺石、滑石、葉蠟石和硅灰石等各類(lèi)硅酸鹽礦物，以及白云石、一水硬鋁石等礦物，均作為填充料被廣泛應用于陶瓷、塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域，用以改善產(chǎn)品的氣候穩定性、降低收縮率、吸油性等。
　　
　　然而，各類(lèi)天然礦物作為典型的無(wú)機物，親水性較好，與有機聚合物基體的表界面性質(zhì)差異很大，導致其在混料過(guò)程中很難被有效的潤濕和包覆，易產(chǎn)生聚團。因此，使用偶聯(lián)劑等各類(lèi)改性劑對礦物進(jìn)行表面有機化改性，使其顆粒表面呈疏水親油特性，以提高其與有機質(zhì)的相容能力，十分有必要。
　　
　　相比于傳統的濕法改性技術(shù)，基于機械力化學(xué)的干法改性技術(shù)，反應時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)業(yè)化，近年來(lái)已成為礦物表面改性的發(fā)展趨勢。
　　
　　1、硅酸鹽礦物
　　伊利石、蒙脫石、高嶺石和硅灰石等硅酸鹽礦物，也可以通過(guò)與硅烷類(lèi)、硬脂酸類(lèi)改性劑混合球磨的方式改善其表面親有機溶劑性能、提高沉降速率、優(yōu)化疏水效果。
　　
　　吳偉端等以高速氣流磨所產(chǎn)生的超音速氣流作為機械力，使用硬脂酸改性劑，分別對滑石、絹云母和高嶺石等層狀硅酸鹽礦物進(jìn)行超細粉碎和表面改性，并對改性前后礦物的表面性質(zhì)及其抗拉強度、抗撕強度和延伸率等橡膠力學(xué)性能的變化進(jìn)行了系統研究，結果表明：氣流磨所產(chǎn)生的超音速氣流機械力可誘導賦存在被粉碎斷鍵的層狀硅酸鹽礦物、硬脂酸表面上的自由基或活性點(diǎn)產(chǎn)生機械力化學(xué)吸附，以達到改性目的。
　　
　　經(jīng)機械力化學(xué)改性后的各類(lèi)硅酸鹽礦物粉體可以代替白炭黑作為橡膠制品中的補強劑和填充劑使用，其整體材料力學(xué)性能優(yōu)于未改性的層狀硅酸鹽礦物粉體/橡膠復合材料。
　　
　　2、碳酸鹽礦物
　　除硅酸鹽礦物外，機械力化學(xué)技術(shù)同樣適用于對橡膠、塑料中的其他各類(lèi)礦物填料進(jìn)行改性處理。針對碳酸鹽礦物，蓋國勝等通過(guò)立式攪拌磨粉磨重質(zhì)碳酸鈣并進(jìn)行偶聯(lián)劑改性，其X射線(xiàn)衍射光譜、紅外光譜、差熱等測試結果證明粉磨是由其他復雜能量轉換為機械力化學(xué)的過(guò)程，而在粉磨的同時(shí)可實(shí)現對礦物的表面疏水改性，產(chǎn)生良好的系統作用。
　　 徐利強等采用機械力化學(xué)法，分別以鈦酸酯、鋁酸酯和硬脂酸3種不同的改性劑對白云石粉體進(jìn)行表面改性，紅外光譜證實(shí)改性后顆粒表面的官能團發(fā)生了變化，改性后粉體的活化指數、疏水性均有提高，使得白云石粉體作為功能性填料可以更好地應用于涂料、橡塑等工業(yè)領(lǐng)域中。
　　
　　3、云母類(lèi)礦物
　　云母類(lèi)礦物現已成為一種新型的工業(yè)型填料，被廣泛添加于復合材料中以給予材料表面新的機能，改善材料黏結強度、疏水性、抗氧化性等。然而天然云母類(lèi)礦物活性點(diǎn)較少，表面活性過(guò)低，且與復合材料中的高聚物組分相容性較差，需加入偶聯(lián)劑并采用機械力化學(xué)法進(jìn)行表面改性，從而提高其使用價(jià)值。
　　張敬陽(yáng)取一定量絹云母粉體與酞酸酯偶聯(lián)劑混合后采用超音速氣流粉碎機進(jìn)行粉碎及表面改性，改性后的絹云母礦物表面積大幅提升， 而表面能大幅下降，證明其同步實(shí)現了超細化和表面改性，達到了機械力化學(xué)改性與礦物表面改性相結合的目的，提高了云母類(lèi)礦物填料在復合材料新技術(shù)、新產(chǎn)品發(fā)展中的作用。
　　林海等使用濕式攪拌磨對絹云母質(zhì)二維納米薄片進(jìn)行機械力化學(xué)改性，同樣加入酞酸酯偶聯(lián)劑，對聚丙烯與絹云母復合二維納米材料改性，考察了伸長(cháng)率、屈服強度、 pH值、改性溫度、改性時(shí)間等因素對改性效果的影響，發(fā)現改性后礦物與有機體之間具有良好的相容性，使其抗紫外線(xiàn)能力加強。
　　馮剛等利用高能球磨機，分別使用硅烷偶聯(lián)劑/石蠟和硅烷偶聯(lián)劑/癸二酸對白云母進(jìn)行改性處理，并將改性白云母與聚丙烯共混，結果表明：改性后白云母的親油性和分散性均得到提高，且聚丙烯/白云母復合材料的沖擊強度、斷裂伸長(cháng)率和拉伸強度等力學(xué)性能均得到改善，制備成本也得到了有效降低。
　　
　　4、葉臘石
　　孔德玉等分別使用酞酸酯偶聯(lián)劑和聚甲基硅烷偶聯(lián)劑對葉蠟石進(jìn)行機械力化學(xué)表面改性，并測定了改性后粉末的分散性、粒度分布和吸水率，發(fā)現偶聯(lián)劑能發(fā)揮分散與助磨作用，提高粉磨細度和效率；而葉蠟石晶體在機械力化學(xué)作用下，新生解理面與新生斷面出現了大量活性中心，使表面羥基化，易發(fā)生偶聯(lián)反應從而吸附于固體顆粒表面，使礦物表面完全疏水。
　　
　　基于前者的研究，方偉等將硬脂酸鈣、硬脂酸鈉和甲基硅油與葉蠟石機械力化學(xué)共磨，并測試了改性后樣品的接觸角、吸油量和紅外光譜，結果表明機械力化學(xué)作用排除了葉蠟石中的羥基，而表面活性劑分子通過(guò)與葉蠟石羥基化表面發(fā)生物理吸附和化學(xué)作用，實(shí)現了葉蠟石表面的疏水化，其中以甲基硅油的效果最好。
　　
　　5、尾礦
　　袁明亮等則研究證實(shí)機械力化學(xué)方法改性鋁土礦尾礦在工藝上是可行的，利用機械研磨作用可以激活尾礦表面產(chǎn)生新的官能團，使酞酸酯偶聯(lián)劑與尾礦以共價(jià)鍵結合和氫鍵結合的方式相互連接，達到改性的目的，研究成果對提高尾礦資源再利用水平具有指導意義。
　　
　　資料來(lái)源：《劉春琦,馬天,李釗,等.天然礦物的機械力化學(xué)活化改性研究進(jìn)展[J].金屬礦山:2021》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！
 

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