增白水滑石| 一文了解水滑石类化合物在塑料工业中的应用！

水滑石类层状化合物（LDHs）是一类具有广阔应用前景的阴离子型层状化合物，主要由水滑石（HT）、类水滑石（简称HTLC）和它们的插层化学产物柱撑水滑石（PillaredLDH）构成。由于水滑石类层状化合物层板间由两种不同价型的金属氧化物组成，所以又称层状双金属氧化物。

水滑石类化合物由于其独特的结构特征，具有层间离子的交换性和晶粒尺寸分布的可调控性等一些特征，使得其在催化、紫外阻隔材料、红外吸收阻隔材料、抑菌剂、医药、有机合成、离子交换和吸附、阻燃等方面具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。

1、水滑石类层状化合物的性能

（1）碱性

LDHs的层板上含有碱性位，具有碱催化能力。氢氧基团位于以Al为中心的正四面体顶端。

（2）层间阴离子的可交换性

LDHs层间阴离子可与各种阴离子如无机阴离子、有机阴离子、同多和杂多阴离子以及配位化合物阴离子进行交换，从而调变了层间距，同时使柱撑LDHs的择形催化性能更加显著。也可用体积较大的阴离子取代体积较小的阴离子，以得到更多的反应空间和暴露更多的活性中心。利用这一性质，可以将一些功能性离子引入层间。实现分子设计。

（3）热稳定性

LDHs加热到一定温度要发生分解，热分解过程包括脱层间水、羟基脱水（层状结构的破坏）和新相生成等步骤。在空气中低于200℃时，仅失去层间水，对其结构没有影响，当加热到250-450℃时，失去更多的水分，同时有CO2生成。加热到450-500℃后，脱水比较完全，CO32-消失，完全转变为CO2，生成LDO。在加热过程中，表现为适当的表面积增加，孔体积增大以及形成酸碱中心。当加热温度超过600℃时。则分解后形成的金属氧化物的混合物开始烧结，致使表面积降低，孔体积减小，通常形成尖晶石和MgO。

（4）吸附性能

LDHs具有较大的内表面和层间空间，容易接受客体，有良好的吸附性能。

（5）结构记忆效应

LDHs在一定温度下焙烧改变结构后，可重新吸收水和阴离子，部分恢复为原有的层状结构。利用这一特点，可用作阴离子吸收剂。被吸收的阴离子离子半径越小，恢复后层状结构的层间距越小，所以阴离子价数越高，越容易进入层间。

（6）低表面能性

LDHs因其层状结构的特殊性，表现出较低的表面能，使得制备时无需昂贵的辅助试剂及高能耗的生产装备便可得到具有纳米尺寸的LDHs。另外，应用时易于均匀分散，不易聚集。

（7）几何结构效应

LDHs主体二维层板结构及纳米尺寸，使其在应用时表现出独特的性能。

水滑石类化合物在塑料工业中的应用

聚氯乙烯（PVC）是5大通用塑料之一，但是存在着热稳定性差的突出缺点，因此在加工过程中必须加入热稳定剂。传统的PVC热稳定剂主要有无机铅盐、金属皂和有机锡三大类数十个品种。但是，其中性能较高的品种不是有毒（无机铅盐、钡-铬皂），就是价格昂贵（有机锡）。

水滑石热稳定剂是新近出现的无毒且性价格比较高的一种PVC热稳定剂，其原理是水滑石可中和吸收PVC降解时释放的HCl，首先是LDHs层间的CO32-与HCl反应产生CO2，接下来是层板上的氢氧化物与HCl反应，直至结构完全被破坏，生成金属氯化物为止。

水滑石具有绝缘及耐候性好的优点。但单独用作PVC热稳定剂时不能有效抑制初期着色。因此，为了更好地提高产品性能，一般对其进行改性后再加以利用。日本的佐藤义等人通过用（ClO4）2改性水滑石，并将改性产物约0.001-10份与谷氨酸锌复配作热稳定剂时，可获得具有优异长期热稳定性的样品，并且可以提高制品的耐候性及其机械强度。研究发现，在PVC电缆材料中配合适量的金属盐、水滑石和CaO，产品具有特别优异的耐热性、透明性及防止变色的能力,而且加工成型时气泡明显减少，电绝缘性能也大大提高。很好地解决了以往存在的问题，提高了使用性能。

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