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膨润土有机活化的影响因素

时间:2014-05-21 10:06:33

作者:世邦机器

有机活化的影响因素

有机活化膨润土主要是为了提高膨润土的凝胶性能和吸附性能。

有机膨润土的凝胶性能主要是指膨润土在有机溶剂中的分散性、凝胶强度、触变性和热稳定性。与水基凝胶体类似,有机膨润土凝胶是分散的有机蒙脱石薄片以端-端、端-面结合形成包裹大量溶剂的网状结构的假塑性体。膨润土加工设备有很多种,比如膨润土磨粉机膨润土粉碎机等。当有机蒙脱石被大量有机溶剂湿润后,低分子量极性分散剂渗入层间,沿着硅氧四面体嵌入原先已定位于层间的有机阳离子空间,同时把有机阳离子长链抬高,层间距扩大,形成内膨胀。在溶剂的溶化作用下,层状集合体分离成更小的薄片,形成分散。分散后的蒙脱石薄片,端面带一定量的正电荷,而层面随着部分有机阳离子转入溶剂中而带一定量的负电荷。由于电性的不同使得蒙脱石薄片发生缔结,形成凝胶体。

膨润土的吸附性能与蒙脱石结构的松散程度、电荷、电性等有关。所以膨润土的有机活化与膨润土的质量、蒙脱石的结构、活化剂类型、活化条件及制备工艺等都有关系。

(1) 膨润土质量 由于膨润土活化主要是改变蒙脱石的化学组成和结构,进而提高膨润土的凝胶性能。所以,膨润土中蒙脱石的含量越高,特别是钠基蒙脱石含量越高,砰屑矿物(长石、石英等)含量越低,活化效果自然越好。即膨润土的纯度越高越有利于有机活化,作者曾对膨润土中蒙脱石的含量与有机改性膨润土胶化率做过研究。因此,膨润土有机活化前一般要进行提纯。实验证明,改性膨润土的凝胶稠度除与有机化反应程度有关外,还与膨润土本身性能有关。要制备凝胶稠度有较大改性的膨润土,除应对改性剂恰当复配外,还应选择蒙脱石含量高、粒度细、膨胀倍数大的膨润土为原料。

(2)蒙脱石结构 蒙脱石的层电荷、晶格有序度是影响膨润土的分散性和膨胀性的直接结构因素。层电荷低,层间结合力就小,结构层就易于打开。类质同象置换程度低或置换离子的半径不同,会引起硅氧四面体和铝氧八面体的畸变,导致结构层面不平和端面断键的增加。这有利于在溶剂中的分散和进一步有机活化。如大半径的离子Fe3+、Li+等取代八面体中的小半径离子AI3+、Mg2+等将增加晶格的缺陷,降低有序度,提高活性。

(3)膨润土粒度 膨润土的活化处理并非土的粒度越细越好。陈艳玲(1999)通过实验发现,200目与300目的膨润土不能很好地沉降,不利于改性并影响吸附平衡时浓度的测定,而100目土能较好地满足要求,所以一般选择100目原土进行改性处理即可。但若要提高膨润土的凝胶性能时则粒度越细越好,徐固华(1994)通过实验认为膨润土粒度小于100目时效果才好。

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