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鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的分散程度較鈣質(zhì)膨潤(rùn)土高,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸水率高、膨脹倍數(shù)大。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土和鈣質(zhì)膨潤(rùn)上吸水膨脹產(chǎn)生不同結(jié)果的原因是:
1)陽(yáng)離子可以將膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)在起,制約了膨潤(rùn)土顆粒的分散。多價(jià)離子比一價(jià)離子電荷密度大,顆粒之間產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電引力,使膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)的能力強(qiáng),因此鈣質(zhì)膨潤(rùn)土的分散能力比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土要弱。
2)蒙脫石晶格置換產(chǎn)生的負(fù)電荷要吸附電性相反的離子來(lái)平衡溶液的電性。潤(rùn)土是以蒙脫石為主的含水黏土礦,而蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構(gòu)成的2:1型層狀硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)層間以弱的庫(kù)倫力結(jié)合。這些電性相反的離子是以水化離子形式存在于溶液當(dāng)中,帶負(fù)電荷的蒙脫石顆粒吸附水化陽(yáng)離子形成雙電層。雙電層的厚度與反離子價(jià)數(shù)的兩次方成反比,即陽(yáng)離子價(jià)高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低;而陽(yáng)離子價(jià)效低,水化膜厚,膨脹倍數(shù)高。
3)鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是三層,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是四層。多價(jià)離子比一價(jià)離子電荷密度大,顆粒之間產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電引力,使膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)的能力強(qiáng),因此鈣質(zhì)膨潤(rùn)土的分散能力比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土要弱。在極性水分子的作用下,由于靜電引力較小,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層之間可以產(chǎn)生較大的晶層間距,而鈣質(zhì)膨潤(rùn)土由于晶層間的樸電引力較大,極性水分子不易進(jìn)入晶層之間,因此,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層間產(chǎn)生的距離明顯比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土小,表現(xiàn)在鈣質(zhì)膨潤(rùn)土比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土難于在水中分散、膨脹倍數(shù)低。實(shí)質(zhì)上,蒙脫石的膨脹性受其化學(xué)成分控制,含鈉離子多的蒙脫石可以待續(xù)不斷地膨脹,直至成為一種凝膠狀態(tài)。含鈣離子多的蒙脫石只能從干操狀態(tài)到含水狀態(tài)膨脹是有限度的。我們?cè)诹私饬擞绊懪驖?rùn)上膨脹性的深層次的原因后,可以人為有效地控制膨潤(rùn)土礦物的膨脹性能,使之達(dá)到好的使用效果。
如何才能做到對(duì)膨潤(rùn)土的合理的開發(fā)和利用,是我們現(xiàn)今面對(duì)的對(duì)鈉基膨潤(rùn)土利用的一大課題。那么在研究如何做到對(duì)鈉基膨潤(rùn)土合理開發(fā)利用之前,首先讓我們了解一下有關(guān)鈉基膨潤(rùn)土的一些詳細(xì)的資料和開發(fā)現(xiàn)狀:
1、國(guó)家的法律法規(guī)對(duì)于膨潤(rùn)土的開采和生產(chǎn)沒(méi)有明確的法律條文去規(guī)定,使得很大一部分膨潤(rùn)土被流失和浪費(fèi)。
2、膨潤(rùn)土具有較高的使用和科研價(jià)值,在醫(yī)方面和生產(chǎn)生活方面都發(fā)揮著及其重要的作用。
3、膨潤(rùn)土的開發(fā)大致停留在粗制濫造的水平上,對(duì)于其深加工和處理的水平技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到。
4、膨潤(rùn)土具有性,稀有礦產(chǎn)的特點(diǎn)讓膨潤(rùn)土資源變得更加寶貴和珍惜起來(lái)。
從上面的介紹中我們可以了解到,如果要鈉基膨潤(rùn)土的合理的開發(fā)和利用,對(duì)于這些現(xiàn)狀的改變和對(duì)膨潤(rùn)土的更深一步的了解是必然的。膨潤(rùn)土就是混懸劑中性能優(yōu)良的助懸劑,膨潤(rùn)土在水中帶負(fù)電荷,吸收大量水形成高粘度的糊狀物,能阻止微粒聚集,而且具有觸變性、潤(rùn)滑性。我國(guó)的鈉基膨潤(rùn)土資源雖然 是蘊(yùn)藏量非常豐富,但是也并不是取之不竭用之不盡的,我們要做到適度的開發(fā)才是關(guān)鍵的工作。另外,對(duì)膨潤(rùn)土的認(rèn)識(shí)的不足,就明顯導(dǎo)致了我們隊(duì)膨潤(rùn)土 的開發(fā)利用程度不夠,沒(méi)有充分的發(fā)掘膨潤(rùn)土的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是指只發(fā)揮了百分之五十的有效經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而另一半白白浪費(fèi)掉了。同時(shí)在合理的開發(fā)和利用的思 維狀況下,我們還需要相關(guān)的法律條文的對(duì)膨潤(rùn)土的保護(hù),不至于讓我們的子孫后代沒(méi)有可利用的自然資源而變得貧乏起來(lái)。
膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),具有獨(dú)特的有序排列微孔結(jié)構(gòu)、孔隙率高、孔體積大、質(zhì)量輕、堆積密度小、比表面積大、導(dǎo)熱系數(shù)低吸附性強(qiáng)、活性好等優(yōu)點(diǎn),國(guó)外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24領(lǐng)域100多個(gè)部門中應(yīng)用,有300多個(gè)產(chǎn)品,因而人們稱之為“萬(wàn)用之土”。控制好影響因素有助于使膨潤(rùn)土發(fā)揮其良好的性能,達(dá)到所需應(yīng)用的目的。
膨潤(rùn)土可以分為活性白土和有機(jī)膨潤(rùn)土,一起來(lái)了解一下吧!
活性白土
活性白土是用粘土(主要是膨潤(rùn)土)為原料,經(jīng)無(wú)機(jī)酸化處理,再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑,外觀為乳白色粉末,無(wú)臭,無(wú)味,無(wú)毒,吸附性能很強(qiáng),能吸附有色物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)。另外膨潤(rùn)土具有“物美價(jià)廉”的特點(diǎn),可應(yīng)用于低定量紙的生產(chǎn),能夠獲得高加填量但不降低成紙強(qiáng)度,尤其是撕裂度。在空氣中易吸潮,放置過(guò)久會(huì)降低吸附性能。但是,加熱至300攝氏度以上便開始失去結(jié)晶水,使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,影響褪色效果?;钚园淄敛蝗苡谒?、有及溶劑和各種油類中,幾乎完全溶于熱燒見,和鹽酸中,相對(duì)密度2.3~2.5,在水及油中膨潤(rùn)。
有機(jī)膨潤(rùn)土
有機(jī)膨潤(rùn)土是一種無(wú)機(jī)礦物/有機(jī)銨復(fù)合物,以膨潤(rùn)土為原料,利用膨潤(rùn)土中蒙脫石的層片狀結(jié)構(gòu)及其能在水或有及溶劑中溶脹分散成膠體級(jí)粘粒特性,通過(guò)離子交換技術(shù)插入有機(jī)覆蓋劑而制成的。主要測(cè)定吸蘭量、水分、膠質(zhì)介、通過(guò)率、濕壓強(qiáng)度、膨脹系數(shù)、pH值等,測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)這里就從略了。有機(jī)膨潤(rùn)土在各類有及溶劑、類、液體樹脂中能形成凝膠,具有良好的增稠性、觸變性、懸浮穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、成膜性,耐水性及化學(xué)穩(wěn)定性,在涂料工業(yè)中有重要的應(yīng)用價(jià)值。在油漆油墨、航空、冶金、化纖、石油等工業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。
影響有機(jī)插層膨潤(rùn)土性能的因素有很多,如原土樣的選擇、反應(yīng)環(huán)境的選擇、有機(jī)改性劑的選擇等??刂坪糜绊懸蛩赜兄谑古驖?rùn)土發(fā)揮其良好的性能,達(dá)到所需應(yīng)用的目的。
原土樣的影響
制備有機(jī)膨潤(rùn)土所用原料中的蒙脫石含量必須在以上,且泥沙等含量應(yīng)盡可能少,這就要求對(duì)原土進(jìn)行多次提純。微波干法制備有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)一些要求高的場(chǎng)合,可用水洗滌以除去沒(méi)有交換的多余反應(yīng)物及反應(yīng)產(chǎn)生的鹽類,然后烘干、粉碎制備高質(zhì)量的有機(jī)膨潤(rùn)土。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分與內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān),鈉基膨潤(rùn)土的交換陽(yáng)離子為鈉離子,鈣基膨潤(rùn)土的交換性陽(yáng)離子為鈣離子。而鈉基膨潤(rùn)土比鈣基膨潤(rùn)土更容易進(jìn)行有機(jī)化改性,即在離子交換、膠介質(zhì),膨脹倍數(shù)等方面均比鈣基膨潤(rùn)土好,所以理想的制備原料為鈉基膨潤(rùn)土。