(1)高岭土的广泛应用离不开其优异的物理化学性能。纯高岭土具有白度高、性质柔软、易分散和悬浮于水中、可塑性好、附着力高、电绝缘性好、耐酸溶性好、阳离子交换容量低、耐火性高等物理化学性质颜色为白色或近白色,最大白度大于95% 。
(2)硬度
软质高岭土的硬度一般为1-2,硬质高岭土的硬度有时为3-4 。
(3)粒度和颗粒形态
高岭土的粒度分布通常为0.2-5μm。粒度影响其塑性、泥浆粘度、离子交换能力、成型性、干燥度、烧结等性能。一般来说,高岭土粒度越细,可塑性越好,干燥强度越高,易烧结,孔隙率低,机械强度高,许多行业和领域对高岭土的粒度有特殊要求。例如,用作纸涂料、高光泽涂料、油墨、特种陶瓷和橡胶的高岭土,其粒径小于2μm,m部分不应小于80%;高岭土的颗粒形态对其应用价值也非常重要。例如,生产涂布纸所需的涂布级高岭土必须为片状(4)可塑性可塑性是高岭土在陶瓷体中形成过程的基础,也是一项重要的工业技术指标。高岭土具有良好的成型、干燥和烧结性能
影响高岭土可塑性的主要因素是:
粒度:高岭土粒度越细,分散性越大,比表面积越大,可塑性越好
阳离子交换容量:高岭土的阳离子交换容量越大,可塑性越好
颗粒形状:如果高岭土颗粒形状为片状,则相对容易结合和滑动,并且比其他形状如板、柱等具有更高的塑性
杂质含量:如果高岭土中含有石英、长石等碎屑矿物杂质,塑性会降低;当含有蒙脱土、薄水铝石或有机物时,塑性会得到改善。高岭土一般具有中、低塑性,低于蒙脱土。当高岭土加热到400-700℃时,塑性将消失。
(5)烧结性高岭土的烧结性是制造陶瓷产品必须具备的重要工艺性能之一。所谓烧结性,是指当物体被加热到一定温度时,可熔材料产生的液相被填充到未熔化颗粒之间的空隙中,孔隙度降低,密度增加,体积因其表面张力而收缩,从而变得致密和坚硬的特性。当孔隙率降低到最低值,密度达到最大值时,这种状态称为烧结状态。此时,相应的温度称为烧结温度,影响高岭土烧结的因素很多,主要与陶瓷制造工艺和粘土中其他矿物的含量有关:从矿物组成的角度来看,伊利石和蒙脱石比高岭土更容易烧结,就化学成分而言,碱性氧化物多,游离SiO2少的土坯更容易烧结,从陶瓷生产的角度来看,希望烧结温度低,烧结范围宽,一方面节能,另一方面便于操作和控制,高岭土的烧结温度范围一般为1000-1500℃。在此过程中,可混合助熔剂或按比例混合粘土型高岭土,以控制烧结温度和烧结范围。
(6)分散性
高岭土易于分散和悬浮在水中,可形成稳定性好的悬浮液。
(7)电绝缘
高岭土具有优异的电绝缘性能。200℃时电阻率大于1010Ω·cm,可用作电缆填料。
(8)化学稳定性
化学稳定性是矿物材料用作填料的主要性能指标之一。高岭土具有较强的化学稳定性和一定的耐酸碱性。
(9)阳离子交换容量(CEC)
高岭土的阳离子交换容量一般为0.03-0.05mmol/g 。
(10)耐火性
高岭土由Al2O3和SiO2组成,具有优异的耐火性,耐火性为1770-1790℃。当高岭土中含有水云母、长石等矿物时,其耐火性能会降低。一般来说,耐火性能随Al2O3含量的增加而增加;耐火性随碱性氧化物和氧化铁含量的增加而降低。
(11)与有机物的相互作用
高岭土可与多种极性有机分子,如甲酰胺(hconh2)、乙酰胺(ch3conh2)和尿素(nh2conh2)相互作用,生成高岭土极性有机分子嵌合体。有机分子可以进入层间结构域并通过氢键与结构层的两个表面连接。结果表明,高岭土结构单元层厚度增加;第二,它改变了高岭土的表面性质,如亲水性。