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作为最重要的粘土矿物资源之一，高岭土因低廉的价格、丰富的储量、优异的白度、良好的电绝缘性以及特殊的层状结构等特点，目前已在造纸、涂料、陶瓷、橡胶、塑料、环保材料、分子筛等众多行业获得了广泛的应用。在过去的几十年里，高岭土/聚合物复合材料已经在材料科学领域引起了越来越多的关注，原因在于即使在高岭土添加量很少的情况下，制备的复合材料往往就能够在机械性能、热稳定性和阻燃性能等方面具有优异的表现。但是，若未经处理的天然高岭土粉体直接添加到具有较强疏水性的聚合物基体中，二者无法达到良好相容。究其原因在于亲水的高岭土颗粒和疏水性聚合物之间的亲和性不足以让它们之间形成牢固的作用力。所以，在制备理想的高岭土/聚合物复合材料之前，必须对高岭土颗粒进行必要的处理，使其能够与聚合物基体良好相亲。 目前层状高岭土的改性研究集中在插层改性方面，但是插层改性存在许多如改性条件较为苛刻，改性效率低下，改性剂脱嵌以及制备聚合物复合材料步骤繁杂等缺陷，而对煅烧高岭土进行表面改性则很有可能避开这些问题，因此本文以煅烧高岭土替代常用的层状高岭土作为原料，再利用各种改性剂对其表面进行化学改性，增强其疏水性或者平衡改性颗粒表面的亲疏水性能以期能够使之在不同极性的有机分散介质中实现良好分散，并将改性颗粒添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备复合材料，研究对热稳定性的影响。 文中借助高能球磨，以甲苯二异氰酸酯(TDI)和端氨基硅油为改性剂，对煅烧高岭土表面进行分步化学改性，以增加其表面疏水性。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、魔角旋转固体核磁共振波谱(MAS NMR)、热分析(TG-DSC)、静态水接触角(CA)、粘度以及透射电子显微镜(TEM)等对改性颗粒及其分散液进行分析，结果显示:TDI和APS以化学接枝的方式对高岭土颗粒进行了改性;TDI最大接枝密度为31.18/nm2;高岭土颗粒经过改性后由亲水转变为疏水，最大接触角为148.82°; TDI/Kaolin改性颗粒在聚二甲基硅烷(PDMS)中的分散稳定性直接依赖于TDI的接枝比例，接枝量过多或者过少都不能使改性颗粒稳定分散在PDMS中，TDI0.2Kaolin改性颗粒在PDMS中形成的分散液能够保持稳定分散状态;TDI1.0/Kaolin颗粒原本分散效果很差，但是经过APS二次改性后，最终改性颗粒能够重新获得良好均一的分散。 为使煅烧高岭土颗粒能够同时适应极性和非极性分散体系，同时为避免高能球磨法给后期处理和实验重复性带来的不便，利用普通机械搅拌加热法，以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和对叔丁基苯基缩水甘油醚(BGE)作为改性剂对煅烧高岭土表面进行化学接枝改性。APTES在煅烧高岭土颗粒表面的接枝量约为4.25％，二次改性产物APTES/BGE/Kaolin颗粒表面接枝量随着BGE用量的增加而增大，APTES/BGE10/Kaolin颗粒接枝量为14.53％。APTES/Kaolin改性颗粒表面仍亲水，静态水接触角CA=0°，APTES/BGE/Kaolin颗粒表面转变为疏水，接触角随BGE用量的增加而增大，从137.20°(APTES/BGEdKaolin)增加到146.30°(APTES/BGE10/Kaolin)。空白高岭土样品在乙醇和丙酮中分散性能较好，但在乙酸乙酯、正己烷和二甲苯等非极性溶剂中分散效果较差;APTES/BGE1/Kaolin颗粒在上述溶剂中的分散效果相对较好，但是未达到能够同时在不同极性分散介质中均良好稳定分散的预期效果。尽管最终改性颗粒分散效果不如预期，但是和空白高岭土相比，其在非极性溶剂（如二甲苯）中的分散性能有了较大提高，在极性溶剂（如乙醇和丙酮）中分散效果可以勉强接受，作为一次有益的尝试，本次实验的研究结果能够为之后的研究在一定程度上提供借鉴。 为了进一步研究调控煅烧高岭土颗粒的表面性质以及改性颗粒在不同极性有机分散介质中的分散情况，在痕量水存在的反应条件下，首先利用缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPS)对煅烧高岭土表面进行烷基化改性并形成单层有机覆盖层。FT-IR和热分析显示烷基化改性程度随GPS反应用量的增加而增大，当GPS与高岭土颗粒反应质量比为1时，GPS在高岭土表面的接枝量最大，为8.81μmol/m2。GPS和十二胺(DDA)在碱性水存在的条件下进行开环反应制备的改性剂能够与烷基化改性颗粒表面的偶联剂不断进行水解缩合反应，在高岭土颗粒表面形成多层接枝改性。最终改性颗粒Kt-GPS-DDA表面接枝了含有大量亲疏水基团的有机改性层，从而增加了与分散介质的相容性，另外多层改性网络状结构产生的空间位阻效应使得改性颗粒之间能够减少相互接近的概率，避免大范围团聚的出现。最终改性颗粒在有机分散介质的实物图片和TEM图片显示，Kt1-GPS-DDA颗粒能够在丙酮、二氧六环、乙醇、四氢呋喃和石油醚中分散良好。 为增加改性颗粒与PMMA基体之间的亲和性，采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)首先改性高岭土表面，再使用辛胺(OA)、DDA以及十六胺(HDA)与GPS合成含有疏水长链烷基和亲水基团的系列改性剂，之后使用改性剂对烷基化产物进行二次改性并测试其在有机溶剂中的分散性能，最后将分散效果最好的改性终产物和甲基丙烯酸甲酯(MMA)原位法制备改性高岭土/PMMA复合材料并测试热稳定性。最终改性产物表面有机层接枝量对分散效果有直接影响，其中用GPS与OA以及DDA合成的改性剂制备的二次改性颗粒在不同极性有机溶剂中的综合分散性能不及HDA改性样品。Kt-VTES10-HDA改性颗粒在乙醇、丙酮、正己烷和二甲苯等分散介质中能够比较形成良好均一分散。原始高岭土颗粒粒径对改性产物的分散效果有重大影响，原始粒径过大的颗粒需要在其表面更均匀接枝更多的改性覆盖层才可能在不同极性溶剂中都拥有较好的分散性能。相比于PMMA，Kt-VTES10-HDA/PMMA复合材料的热分解温度以及玻璃化转变温度因改性颗粒在聚合物基体中的良好分散而获得较大提高。