高嶺土粉體經過表面改性后，可降低其表面能，改善分散性和與高聚物基料的兼容性，并提高塑料、橡膠等高聚物基復合材料綜合性能。目前，高嶺土主要的改性方法是表面化學改性，常用的表面改性劑主要有硅烷偶聯劑、有機硅（油）或硅樹脂、表面活性劑及有機酸等。
硅烷偶聯劑
硅烷偶聯劑是高嶺土填料常用和有效的表面改性劑，由于硅烷偶聯劑的R為親有機基團，所以煅燒高嶺土經表面改性后即能夠與有機基體如橡膠、塑料相容。當改性的高嶺土作為填料用于橡膠中時，在硫化過程中R基團會與橡膠大分子發生反應，從而使高嶺土分子完全分散、融合在橡膠基體分子中。
使用硅烷偶聯劑的處理工藝比較簡單，一般是將高嶺土粉和配置好的硅烷偶聯劑一起加人改性機中進行表面包覆處理。工藝可以連續進行，也可以批量進行。
影響最終處理效果的因素主要是高嶺土粉的粒度、比表面積及表面特性（表面官能團及活性）、硅烷偶聯劑的品種、用量、用法、改性設備的性能以及表面改性處理的時間、溫度等。
硅油
用于電線電纜填料（如聚氯乙烯）的高嶺土除了硅烷偶聯劑之外，還常利用1%-3%的硅油進行表面改性，改性工藝過程和設備與用硅烷偶聯劑相似。
經硅油處理后的煅燒高嶺土粉，用做電線電纜的填料，不僅可以提高電纜的機械物理性能，而且還可以改善或提高電纜的電絕緣性能和疏水性能，在潮濕和寒冷環境下的電絕緣性能提高顯著。
不飽和有機酸
采用不飽和有機酸，如乙二酸、癸二酸、二羧基酸等也可用于胺化后的高嶺土粉體的表面改性，這種改性高嶺土可用做尼龍66等的填料。
陽離子表面活性劑
如十八烷基胺等也可用于高嶺土粉體的表面改性。其極性基團通過化學吸附和物理吸附與高嶺土顆粒表面作用。經有機胺改性后的高嶺土表面疏水性增強。
無機表面改性劑
二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鈣等也可以用于煅燒高嶺土的表面改性。改性方法是在水溶液中的表面沉淀反應，改性產物經洗滌、過濾和干燥后即得表面二氧化鈦包膜的煅燒高嶺土。
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