云母本身帶有一定的表面親水特性，其界面與塑料、橡膠等高分子材料的界面性質(zhì)不同，相容性差，難以在基質(zhì)中分散均勻，直接大量添加容易劣化材料的性能，不利于發(fā)揮云母的優(yōu)勢特性，因此需要對云母進(jìn)行改性，以期能更好的發(fā)揮云母的特性，同時(shí)保持材料的其他性能。
　　
　　目前，云母常用的改性方法有偶聯(lián)劑表面改性、表面活性劑改性、低聚物表面改性、共沉淀法表面改性、機械力表面改性和插層改性等。
　　
　　1、偶聯(lián)劑表面改性云母
　　
　　硅烷偶聯(lián)劑是最具有代表性的偶聯(lián)劑，與云母粒子表面的羥基化學(xué)結合程度大，對云母有良好的改性作用，可使其與有機物產(chǎn)生很好的相容性。云母礦物表面上的羥基，可通過(guò)有機硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑在云母表面引入雙鍵，在云母粉體懸浮液中鍵入引發(fā)劑與單體，發(fā)生聚合反應，經(jīng)過(guò)聚合反應云母粉體表面原有的乙烯基實(shí)現與單體的聚合，云母粉體表面產(chǎn)生聚合物鏈。
　　
　　偶聯(lián)劑的使用方法，首先將硅烷偶聯(lián)劑水解，水解后用N，N-二甲基甲酰胺（DMF）稀釋成一定濃度，然后將已經(jīng)預熱好的云母按一定配比加入溶液中，混合后用超聲波振蕩。硅烷偶聯(lián)劑的水解和使用必須在1h內完成。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　Smita等用乙烯基三甲氧基硅烷改性云母，發(fā)現改性云母表面活性和復合材料的力學(xué)性能都有改善，改性云母分散性明顯提高，與聚合物的界面結合強度增加。
　　周世一等將鋁酸酯偶聯(lián)劑用于改性微晶白云母然后與PVC熔融共混。研究結果表明微晶白云母表面的疏水性增加，偶聯(lián)劑有效降低了體系的粘度，且PVC復合材料的力學(xué)性能得到提高。
　　Yazdani等用硅烷偶聯(lián)劑作為云母表面的改性劑，MAPP作為增容劑，研究了聚丙烯/云母復合材料的形態(tài)、動(dòng)力學(xué)和力學(xué)性能。結果表明隨著(zhù)MAPP和硅烷偶聯(lián)劑用量的增加，云母的分散性和PP與填料之間的粘合性都得到提高，復合材料的拉伸和彎曲強度增大，復合材料的流變行為也得到改善。
　　林利等采用干法改性工藝，以KH560、KH570硅烷偶聯(lián)劑改性絹云母，研究表明經(jīng)過(guò)KH-560改性后，絹云母的吸油值降低了14.5%，活性指數提高了54.9%；經(jīng)KH-570改性后，絹云母的吸油值降低了62.2%，活性指數提高了68.8%，改性后，絹云母/環(huán)氧復合涂料團聚現象明顯減少，分散性得到提高，表明兩者的相容性也得到改善。
　　
　　2、表面活性劑改性云母
　　
　　表面活性劑是具有強吸附能力的兩性物質(zhì)，易粘附在云母表面上從而改變其親水性。表面活性劑的一端為親水基團，另一端為疏水集團，疏水基團的結構與聚合物相似，彼此的相容性較好。常用的表面活性劑種類(lèi)有兩性類(lèi)型的、陰離子類(lèi)型的、陽(yáng)離子類(lèi)型的等。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　吳偉端等以硬脂酸作為表面改性劑，采用超音速氣流粉碎機對絹云母進(jìn)行改性，結果表明改性云母有助于改善纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的力學(xué)性能。
　　高延敏等采用硬脂酸鹽改性絹云母，發(fā)現改性絹云母/涂料復合制品的阻抗值、耐腐蝕性明顯提高，且降低了水在涂料中的分散性。
　　
　　3、低聚物表面改性云母
　　
　　云母的粒徑一般為幾微米至幾十微米之間，表面的粗糙程度大、吸附能力強，易被一些分子鏈較長(cháng)、支鏈較多的低聚物包覆，也可以發(fā)生類(lèi)似核殼結構的接枝改性。而有機低聚物由于分子量適中，易與無(wú)機物發(fā)生粘結、纏繞等物理作用，因此能更好的在其表面上發(fā)生纏繞、浸潤、包覆，并且低聚物的基本單元結構與高聚物相近，具有很好的相溶性，從而使得改性云母與高聚物有較強的界面結合度。在實(shí)際的實(shí)驗條件中，通常低聚物需要溶解于一定的溶劑中，進(jìn)而再與云母混合改性。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　趙若飛等通過(guò)苯乙烯、丙烯酸丁酯、γ-甲基丙烯酸丙基三甲氧基硅烷共聚合成了一種新型低聚物，將其溶解在有機溶劑中與云母進(jìn)行快速混勻，之后除去有機溶劑完成對云母的表面改性，并將改性云母與PP共混，電鏡顯示云母與高聚物間的界面結合強度得到有效改善，并分析了改性云母添加量對復合材料性能的影響，發(fā)現PP復合材料的力學(xué)性能得到改善。
　　出于對經(jīng)濟條件和環(huán)保問(wèn)題的考慮，工業(yè)生產(chǎn)通常采用干混法或水磨法，使低聚物包覆在云母表面上，Hu等采用自由基聚合法使聚乙二醇、順丁烯二酸酐、丙烯酸三者共聚得到一種新型的有機低聚物，并將低聚物分散于pH適中的水溶液中與云母一起研磨，之后蒸發(fā)溶劑，完成低聚物對云母表面的改性，電鏡分析發(fā)現低聚物很好的包覆在云母表面上，并且分散均勻。
　　薛茹君等通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）接枝改性絹云母粉，得到核殼型PMMA/絹云母，透射電鏡觀(guān)察到改性絹云母分散性好，且沒(méi)有團聚，表明改性云母的疏水性、分散性得到改善。
　　
　　4、共沉淀法表面改性云母
　　
　　共沉淀法改性云母通常是先制備所需的離子溶液，然后加入相應的沉淀劑生成前驅沉淀物，在經(jīng)過(guò)干燥、煅燒后形成極細小的沉淀物，從而在云母表面上包覆一層無(wú)機顆粒。共沉淀法具有操作簡(jiǎn)便、流程簡(jiǎn)單、對設備要求低、效率高而被廣泛應用。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　Young等以異丙醇鈦、無(wú)水乙醇和蒸餾水為起始原料，得到了粒徑為0.2~0.3μm的TiO2并包覆在云母表面上。通過(guò)電鏡分析發(fā)現TiO2已成功包覆在云母表面上，其白度、防紫外線(xiàn)系數都得到改善。
　　Feng等使用SbCl3制備納米Sb2O3懸濁液，然后通過(guò)CATB包裹Sb2O3，之后在超聲條件下包覆改性云母，電鏡顯示Sb2O3均勻分布在云母表面，并將改性云母應用于玻璃鋼材料中。研究結果表明：玻璃鋼材料的燃燒速率、碳化溫度得到有效改善，提高了阻燃性能。
　　Gao等在70℃恒溫條件下，通過(guò)水解TiCl4-乙醇溶液制備了不同形態(tài)TiO2包覆云母的顏料，隨著(zhù)TiO2負載增加，包覆形態(tài)由單分散的納米針變成聚集態(tài)的納米針花。結果表明：改性云母具有更強的紫外線(xiàn)屏蔽能力和更高的近紅外反射性能，TiO2包覆云母近紅外反射率高達97%。
　　
　　5、機械力化學(xué)表面改性云母
　　機械力化學(xué)反應一般作用在原子或分子水平上，能顯著(zhù)降低體系的反應溫度和活化能，而且可以改變物質(zhì)的表面自由能、分散度、密度等性質(zhì)。機械力化學(xué)反應是在高速研磨、沖擊的狀態(tài)下進(jìn)行，使改性介質(zhì)之間發(fā)生壓縮、碾磨，進(jìn)而使兩種物質(zhì)充分接觸，以提高反應效率、物質(zhì)的分散性、包覆率、界面結合強度、表面吸附能力等。常用的機械力改性法有球磨機、超音速氣流粉碎機、濕磨機等。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　徐霞等采用濕式攪拌磨制備了絹云母-TiO2復合顆粒，電鏡顯示TiO2的分散性極好，包覆率達90%以上，改性云母紫外光吸收性能與鈦白粉相當，且涂料對比率顯著(zhù)高于單一添加鈦白粉。
　　Du等采用機械力固相-化學(xué)反應法，用納米CeO2顆粒包覆白云母（MC-Ce），然后用油酸對白云母進(jìn)行表面改性。結果表明：白云母、CeO2和MC-Ce均能改善樹(shù)脂的摩擦損耗和抗磨性能，MC-Ce復合顆粒比單顆粒具有更好的摩擦性能，MC-Ce優(yōu)異的摩擦學(xué)性能主要是因為Fe2O3和SiO2在MC-Ce的表面上形成了一層吸附膜，降低了其磨損損耗。
　　
　　機械力化學(xué)改性法作用在研磨介質(zhì)的表面上，可以顯著(zhù)降低體系的反應溫度和活化能，促進(jìn)反應快速的完成，這種改性方法具有操作簡(jiǎn)便、適應范圍廣、時(shí)間短、成本低，改性后可直接得到產(chǎn)品，因此成為制備復合顆粒最有效和最有前景的方法之一。
　　
　　6、插層改性云母
　　
　　插層改性云母通常使用強酸、強氧化物、高溫等方法使云母膨化，破壞層間的氫鍵，擴大層間距離，使層間的表面能降低，然后再插入有機物，改變層間親水性，最后再進(jìn)行原位聚合，從而得到插層改性云母。通常用來(lái)膨化云母的試劑有濃硫酸、濃鹽酸、高錳酸鹽、硝酸鹽、雙氧水等。
　　
　　研究進(jìn)展：
　　張起等采用加熱、酸浸、硝酸鋰預處理、陽(yáng)離子交換等方法合成了有機插層絹云母，改性云母制備的復合材料性能測定表明，其拉伸強度、楊氏模量、斷裂伸長(cháng)率均有顯著(zhù)提高。
　　插層改性方法可以充分發(fā)揮云母的優(yōu)異特性，同時(shí)可有效提高云母與聚合物的相容性。Kima等采用將納米三苯基磷酸酯（TPP）插層云母制備了納米TPP插層云母復合材料，發(fā)現納米TPP復合材料與TPP相比具有更高的蒸發(fā)溫度，然后將納米TPP復合材料加入到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）中，結果表明：聚合物復合材料的熱穩定性得到提高，極限氧指數（LOI）顯著(zhù)增加，LOI達到44.8，并且當加入少量偶聯(lián)劑于A(yíng)BS材料中，其熱穩定性得到進(jìn)一步提高；還發(fā)現，氧指數的提高與燃燒后形成炭的形態(tài)密切相關(guān)。
　　
　　綜上所述，以上改性方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。偶聯(lián)劑、表面活性劑改性方法起步較早，發(fā)展較成熟，對偶聯(lián)劑種類(lèi)、添加量、pH、溫度等條件的探索研究較深入。低聚物表面改性、插層改性，因操作繁瑣、工序時(shí)間長(cháng)、難度大而研究的較少，但改性效果優(yōu)勢大。共沉淀改性方法一般用來(lái)生產(chǎn)特種性能無(wú)機材料包覆改性的云母。機械力化學(xué)改性方法起步較晚，但其作用在材料的微觀(guān)層面，能促進(jìn)反應的完成，同時(shí)具有工序時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢，有利于提高工作效率。
　　
　　資料來(lái)源：《馮剛. 改性云母的制備及在聚丙烯中的應用[D].河北大學(xué),2017》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！