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吸附是所有固體物質(zhì)存在的自然現(xiàn)象。有意思的是科學家們至今對這些粘土的命名還有爭議,當然這超出了這篇文章的討論范圍。我們將某些分子聚集在膨潤土表面的現(xiàn)象,稱為膨潤土的吸附作用。這種吸附作用在工業(yè)上得到了廣泛應用。如鉆井泥漿經(jīng)常利用膨潤土礦物的吸附特性來調(diào)整不同使用目的的泥漿參數(shù),如添加降濾失劑,就是通過高分子聚合物一端吸附在膨潤土顆粒表面,另一端溶于水使膨潤土顆粒和水分子之間產(chǎn)生了一種間接的聯(lián)系。形成了一種橋聯(lián)作用,減少了泥漿中的自由水,改變了泥漿的性能參數(shù),達到降低濾失率的目的。
膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結(jié)構(gòu),由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定,易被其它陽離子交換,故具有較好的離子交換性。各種粘土除了非常細這一共同屬性之外,它們最基本的共同屬性是有很強的吸水性和可塑性。國外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個領(lǐng)域100多個部門中應用,有300多個產(chǎn)品,因而人們稱之為“萬用之土”。
膨潤土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國開發(fā)使用膨潤土的歷史悠久,原來只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦,當?shù)厝朔Q膨潤土為土粉)。
其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。鐵礦球團用膨潤土的技術(shù)創(chuàng)新我國是鐵礦石的消費大國,近年的年需求量在7億t以上(2008年需求量約7。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。
膨潤土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來衡量: 邊界品位:≥40%; 工業(yè)平均品位:≥50%o 蒙脫石含量一般是用吸藍量換算。思密達作粘膜吸附劑的藥理作用表現(xiàn)為能加強粘膜屏障,抑制病毒和病菌,保持腸道微生物生態(tài)平衡。即: M=B/K'100 式中M—膨潤土礦石中蒙脫石相對含量,%: B—吸藍量,毫克當量/100克樣: K—換算系數(shù),150?! 】刹珊穸龋?-2m; 夾石剔除厚度:≥1m。
潤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)層間以弱的庫倫力結(jié)合。為此,進一步優(yōu)化膨潤土使用技術(shù),完善防水毯的使用形式,實現(xiàn)膨潤土直接使用、防滲工程的自動化施工和材料工程一體化是技術(shù)創(chuàng)新重點。這種結(jié)構(gòu)中存在著特殊的可膨脹性層間域,使膨潤土具有「吸水性、膨脹性、黏結(jié)性、催化性、懸浮性、無毒性、觸變性和離子交換性」等許多優(yōu)良的性能。
有機插層膨潤土除具有天然膨潤土的上述性能外,還因其層間距比天然膨潤土的要大,故應用范圍更廣、效果更理想。5%,從節(jié)約資源和節(jié)約能源考慮,應該進一步提高膨潤土的粘結(jié)性能,降低球團礦中膨潤土的用量。例如,由于其在有機介質(zhì)中具有良好的溶脹性、高分散性,可廣泛應用于「涂料、鞋油、環(huán)保、油漆、石油鉆井、塑料、化妝品、鑄造、調(diào)稠劑、染色劑、高溫潤滑脂、納米復合材料」等行業(yè),是近年來行業(yè)關(guān)注的重點方向之一。
有機改性劑的影響
有機改性劑的選擇對有機膨潤土的制備過程尤為重要,使用不同的改性劑會得到不同表面結(jié)構(gòu)和不同性能的有機膨潤土。膨潤土是一個老的并且差異非常大的飼料的添加劑,除了便宜和比較好買,我們對它了解的不多。改性劑的性能,碳鏈長度、碳鏈結(jié)構(gòu)、長碳鏈數(shù)量等都會對有機膨潤土表面性能和層狀結(jié)構(gòu)有影響,進而影響聚合物/層狀硅酸鹽的插層與剝離行為;在不同的表面活性劑用量和種類下,表現(xiàn)出的結(jié)果也各不相同,在相同的有機碳含量下,可能會表現(xiàn)出相似的分配系數(shù)。
有機改性劑主要通過影響膨潤土的層間距值,層間距值越大,疏水性越好。粘結(jié)性和可塑性膨潤土和水、泥或砂等的摻合物有粘結(jié)性和可塑性,一般以濕態(tài)抗壓強度(濕壓強度)、熱濕拉強度表示。有機改性劑種類的影響表現(xiàn)為不同碳鏈的有機陽離子其截面積不同,當所用改性劑的陽離子截面積大小與蒙脫石層間單位交換點平均占有面積相適應時,層間才能達到足夠的覆蓋度,在有及溶劑中形成較好的凝膠體,獲得黏度較大、凝膠性能較好的有機膨潤土。
另外,膨潤土的黏流性隨晶格扭曲程度越嚴重變化越大;耐熱性隨土中有機碳鏈的長度的增加分解溫度越高,其凝膠性與土中有機碳鏈的性質(zhì)(長度、結(jié)構(gòu)、極性)、有機土粒子的大小及溶劑分子的極性等因素有關(guān),當完基鏈為同等長度時,含雙鍵或芳香官能團的完基鏈形成的凝膠強度越高。其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。