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水滑石成熟的合成方法是共沉淀法,在水中產(chǎn)生,所以名字中有“水”。在LDHs晶體結(jié)構(gòu)中,由于受晶格能低效應(yīng)及其晶格定位效應(yīng)的影響,使得金屬離子在層板上以一定方式均勻分布,即在層板上每一個(gè)微小的結(jié)構(gòu)單元中,其化學(xué)組成不變。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性,所以名字中有“滑”1842年首先從片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦。所以名字里有“石”。所以叫“水滑石”。水滑石是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的層狀無(wú)機(jī)材料. 具有可調(diào)變的組成及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,在離子交換、吸附分離、催化、藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
特別是水滑石類材料所具有的選擇性、紅外吸收性和離子交換性等一些特殊性能,使其作為新型無(wú)機(jī)功能材料已應(yīng)用于PE農(nóng)膜(保溫劑)和PVC(沒(méi)毒熱穩(wěn)定劑)等高分子材料中,顯示了獨(dú)特的性能. 作為無(wú)機(jī)功能材料,水滑石在復(fù)合材料中的應(yīng)用必然涉及其粒子尺寸和分布,因此對(duì)水滑石晶化規(guī)律的研究非常重要. 水滑石成熟的合成方法是共沉淀法,如單滴法、雙滴法。熱穩(wěn)定性能LDHs加熱到一定溫度發(fā)生分解,熱分解過(guò)程包括脫層間水,脫碳酸根離子,層板羥基脫水等步驟。
由于沉淀粒子是漸次產(chǎn)生,從一個(gè)粒子的形成到后一個(gè)粒子的產(chǎn)生,其時(shí)間相差很大,必然導(dǎo)致粒子大小不均,因此好能將成核與晶化分開(kāi),大限度保證水滑石的生長(zhǎng)環(huán)境一致. 為此本文在成核/晶化隔離法基礎(chǔ)上,研究了水熱條件下晶化溫度和晶化時(shí)間對(duì)鎂鋁水滑石晶體生長(zhǎng)的影響. 結(jié)果表明,在水熱條件下通過(guò)對(duì)晶化溫度和晶化時(shí)間調(diào)節(jié),可以有效控制晶相結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸。不管是化學(xué)領(lǐng)域還是生物領(lǐng)域的科研人員,都還在對(duì)水滑石的作用進(jìn)行研究探索,希望隨著研發(fā)人員的不懈努力,水滑石將能被挖掘出更多的作用。
7、尿素分解—均勻共沉淀法
該法利用尿素在低溫下呈中性,可與金屬離子形成均一溶液,而溶液溫度超過(guò)90 °C時(shí)尿素分解使溶液pH值均勻逐步地升高這一特點(diǎn),用尿素代替混合堿溶液,該罰的優(yōu)點(diǎn)是溶液內(nèi)部的pH值始終是一致的,因而可以合成出高結(jié)晶度的Mg-Al、Zn-Al、Ni-Al類水滑石,而難以合成Co-Al、Mn-Al、Co-Cr類水滑石。LDHs的結(jié)構(gòu)中含有相當(dāng)量的結(jié)構(gòu)水,控制合成條件可使層間具有碳酸根,而且還可在層間引入自由基捕獲劑。另一方面以尿素為沉淀劑,反應(yīng)過(guò)程中在層間形成NH2COO-插層,經(jīng)水熱處理即轉(zhuǎn)化為CO32-,而溶液內(nèi)形成的[Ni(NH3)6]2 水熱條件下則釋放出NH3,所以尿素可以取代強(qiáng)堿混合液來(lái)制備碳酸型水滑石并且可以制備得到結(jié)晶較好、粒徑均勻的水滑石樣品。
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水滑石
專業(yè)生產(chǎn)水滑石
LDHs和其它熱穩(wěn)定劑復(fù)配可以有效增加PVC的熱穩(wěn)定時(shí)間;說(shuō)明硬脂酸鈣和硬脂酸鋅之間,以及水滑石和金屬皂之間都存在著協(xié)同作用。此外,在LDHs中存在層間水這些水分子可以在不破壞層狀結(jié)構(gòu)條件下除去。上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了水滑石體系中單個(gè)助劑對(duì)熱穩(wěn)定性的影響。為了更好地研究它們之間的協(xié)同作用對(duì)熱穩(wěn)定性的影響,進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中除考慮水滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等,還加入了對(duì)硬PVC加工影響較大的潤(rùn)滑劑。
硬脂酸鈣含量對(duì)動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間的影響如圖6所示(4個(gè)刻度值依次為硬脂酸鈣的水平B 、B 、B B ,以下曲線類似),隨著硬脂酸鈣含量的增加,PVC的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間急劇降低,然后趨于不變,主要是由于硬脂酸鈣含量較低時(shí)與硬脂酸鋅、水滑石發(fā)生了協(xié)同作用,熱穩(wěn)定性較好;由于硬脂酸鈣是長(zhǎng)期型熱穩(wěn)定劑,初期穩(wěn)定性不好,易變色,當(dāng)硬脂酸鈣含量增加,過(guò)量的硬脂酸鈣使PVC在初期很快變色,使動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間下降;當(dāng)硬脂酸鈣用量過(guò)高時(shí),就會(huì)在PVC表面析出,對(duì)PVC熱穩(wěn)定性的影響就不再發(fā)生變化。水熱合成法由于反應(yīng)發(fā)生在密閉的系統(tǒng)中,因而沒(méi)有其他雜質(zhì)被引入。由此選擇硬脂酸鈣的含量為B 份。與不加水滑石時(shí)硬脂酸鈣作為熱穩(wěn)定劑時(shí)的佳量有所不同。