插層改性是提高高嶺土產品質量的重要手段，高嶺土有機插層復合物既具有粘土礦物分散性、流變性、吸附性，又具有有機分子官能團和反應活性，可用于高性能有機納米陶瓷、環境污染修復材料、高性能增強聚合物基納米復合材料、非線光學材料、納米反應器等高端應用領域。
1、高嶺土插層改性的機理
高嶺土是一種由鋁氧八面體以及硅氧四面體片層組合而成的混合物，其層內是強烈的共價鍵作用，而層間是氫鍵作用。由于高嶺土層間具有很強的氫鍵作用，并且可以置換的離子不存在，所以能夠直接插入到高嶺土層間的有機小分子不多，主要包括：二甲亞砜、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、醋酸鉀以及PNO等。
另外，雖然有些分子無法直接插入高嶺土層間，但可以借助間接方式（如取代）插入其中，這類分子主要包括：苯甲酰胺、脂肪酸鹽、1,4-丁二醇、對硝基苯胺以及烷基胺等。
2、高嶺土插層改性的方法
?。?）液相插層法
液相插層法作為比較常用的一種高嶺土插層改性法，其應用范圍比較廣。插層劑在乳液或溶液狀態下的反應，是對液相插層法的體現。液相插層根據取代次數的多少，可以進行劃分，包括直接插層法、一次及二次取代法等。
在對液相插層法進行選擇過程，比較關鍵的一點在于對預插層體的選擇。穩定性與層間距，是一個好的預插層體需要具備的兩大特征。
?。?）蒸發溶劑插層法
蒸發溶劑插層法作為一種液相插層，其原理在于：首先小分子蒸發溶劑需要完成濃縮混合環節，然后再進入高嶺土層間，繼續完成插層環節。只整個過程中，溶劑會持續蒸發，并且溶液濃度會逐漸增大。
?。?）機械力化學插層法
機械力化學插層法的原理在于：借助機械研磨、攪拌、剪切以及抽濾過程所產生的作用，將機械能施加于插層劑中，以此誘發其發生物理或化學性質的反應，進而讓高嶺土與插層劑之間產生作用，促使高嶺土插層改性的順利實現。
機械力化學法適用于常溫下按熱力學條件不能發生的反應，及高溫環境下，難以對揮發成分較為嚴重的合成反應純度加以控制。
?。?）微波輻射插層改性
通常情況下，微波頻率的電磁波會在300MHz～300GHz之間，在化學反應實驗中經常會被用到，并且不斷中斷化學鍵。微波對電偶極矩物質分子能夠產生刺激作用，促其朝著高頻偶極方向轉化，使得在一定條件下，處于亞穩狀態的極性分子，也能夠直接插入高嶺土層間，實現層間距的增加，從而促使聚合物分子插入高嶺土層。
在借助微波輻射插層法，對高嶺土插層復合物進行制備過程，插層劑的選擇時最為關鍵的環節，經試驗可發現，大偶極矩以及大小接近的分子之間產生的促進作用才比較明顯。在利用微波輻射法進行高嶺土插層改性時，通常用水作溶劑或者是促進劑。
?。?）超聲波插層改性
波段頻率超過20KHz的就稱為超聲波，其特點主要包括：短波長、高頻率、傳播效果好，同時具備較強的穿透性能。由于超聲波的機械特性，在插層改性高嶺土時，可凝膠液體、分散固體，促使高嶺土與插層劑實現均勻混合；同時由于超聲振蕩的空化作用比較明顯，所以能夠在插層中形成相應的作用，以實現清除雜質的效果。
由于超聲波具有高頻率、大能量特征，吸收了插層劑等介質之后，能夠產生的熱效應比較顯著，與此同時，還能夠加快物質間的化學反應。通常熱效應與空化共同作用，不僅能夠實現反應時間的有效縮短，而且能夠促進插層效率的提高。另外，借助超聲波還可以實現能源的有效節約，達到保護環境的效果。
?。?）插層-磨剝法
磨剝法的原理是借助于研磨介質在水中的相對運動，相互間產生剪切、擠壓、沖擊和磨剝作用，使較大的疊層剝開，并趨向于單個晶體。磨剝法主要使用的設備有介質攪拌磨、球磨機和砂磨機。
磨剝法是目前國內外較為普遍使用的傳統剝片方法，技術比較成熟。計算機與磨剝設備的連接，更使得磨剝技術得以充分發揮，也降低了工人的勞動強度，更提高了生產的安全性，同時也保證了產品的產量和質量的穩定。
?。?）化學浸泡-磨剝法
化學浸泡法是用化學藥劑對高嶺土進行浸泡，將浸泡劑浸入到高嶺土疊層中，使得高嶺土層間距變大，層間氫鍵結合力隨之變弱，高嶺土晶層間的結合力也就變弱，從而使高嶺土疊層分開。
來源：曹青,李奧.插層劑對高嶺土插層改性的研究進展[J].中國陶瓷,2016,52(04):11-16.
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