无水Ⅱ型石膏的应用
化工填料方面的应用
无水Ⅱ型石膏因其稳定性良好，可作为重质碳酸钙、滑石粉等优质替代品用作填充料。然而，无水Ⅱ型石膏在高分子基体中相容性、润湿性和分散性较差，因此需要对其表面改性。一方面能够减小粉体粒子间相互作用，防止粉体粒子产生团聚达到分散均匀效果，另一方面增强与聚合物基体之间的界面结合作用。改性后的无水Ⅱ型石膏作为填料用于塑料、橡胶、造纸、涂料等领域中，不仅成本降低，而且增强高分子材料复合材料的机械强度、硬度、热变形温度、弹性模量及尺寸稳定性。
依据改性工艺不同改性方法可以分为涂覆和偶联法，无水Ⅱ型石膏主要通过各种偶联剂对粉体表面修饰和改性，用于改性的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酷偶联剂、铝酸酯偶联剂。由于偶联剂分子中含有两性基团,疏水基团能够与有机聚合物发生化学反应或物理缠绕、吸附作用,亲水基团能够与无水Ⅱ型石膏粉体表面羟基发生化学反应，作用原理如图4所示。
研究发现硅烷偶联剂改性使硬石膏粉表面能降低一半左右，粉体表面检测出甲基和亚甲基的伸缩震振动峰，在有机溶剂中的分散稳定性提高。卢尚琨等进一步研究发现硅烷偶联剂包覆改性后煅烧硬石膏与PVC 有良好的相容性，拉伸强度和冲击强度分别提高了15.2%和4.3%。杨森等研究发现经铝酸酯偶联剂改性的硬石膏颗粒分布明显均匀，团聚减少颗粒尺寸有所下降，拉伸强度和弯曲强度比不改性分别增加5.52 MPa 和1.37 MPa。王少会利用1 mL 钛酸酯偶联剂和1 mL 甲基丙烯酸羟丙酯单体联合改性硬石膏超微粉体，经过超声3 min 后，实现改性剂与粉体表面的化学键连接，改性后粉体活化指数为0.96。将改性后的粉体填充至PVC 中制备的复合材料伸强度、断裂伸长率以及冲击强度比未改性PVC/硬石膏复合材料分别提高17%、15%和14%。
目前国内外以天然硬石膏研究居多，工业副产石膏制备的无水Ⅱ型石膏在化工填料方面研究相对较少。我国化工填料需求量巨大，无水Ⅱ型石膏具备良好的发展潜力和市场。
石膏基自流平砂浆的应用
自流平砂浆根据胶凝材料的不同，可分为水泥基和石膏基两种类型。国内市场上的石膏基自流平砂浆基本全是半水石膏（包括α 型和β 型），市面上几乎没有以无水Ⅱ型石膏为主要胶凝材料的自流平砂浆产品，各类型石膏基自流平优缺点分析对比如表3。
可见无水Ⅱ型石膏基自流平可满足自流平砂浆的各方面市场需求和性能需求，在自流平砂浆的应用领域具备很强的推广潜力。李汝奕等利用70%无水Ⅱ型石膏为主要原料，以粒径0.15 mm 左右细河沙作为骨料，粉煤灰作为掺合料，加入自制激发剂的前提下掺入一定量的嘧胺树脂、甲基纤维素、磷酸三丁酯分别作为减水剂、保水剂和消泡剂制备得到无水石膏基自流平砂浆。其抗压、抗折和黏结强度分别达到15.01、6.19、0.53 MPa，软化系数为0.72。冯洋等利用无水磷石膏 42%、α 型高强石膏 28%、石英砂 30%为主要原料，再加入缓凝剂、减水剂和保水剂制备磷石膏基自流平砂浆。采用α-半水石膏对磷石膏基无水Ⅱ型石膏的原位激发模式，得到初始流动度为147 mm，绝干抗折强度为9.8 MPa，绝干抗压强度为24.0 MPa，拉伸黏结强度为3.7 MPa，收缩率为0.03%，性能指标均满足JC/T 1023—2021《石膏基自流平砂浆》要求的自流平砂浆。
无水Ⅱ型石膏基自流平砂浆的耐水性和强度均远优于半水石膏基自流平砂浆，具有良好的市场前景和价值。在提高无水Ⅱ型石膏掺量的前提下，需要高效激发剂才能保证石膏基自流平的胶凝性能，同时还要克服自流平砂浆黏度较大的问题。
来源：中建研石膏产业协会
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