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有機(jī)改性劑的影響
有機(jī)改性劑的選擇對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土的制備過(guò)程尤為重要,使用不同的改性劑會(huì)得到不同表面結(jié)構(gòu)和不同性能的有機(jī)膨潤(rùn)土。改性劑的性能,碳鏈長(zhǎng)度、碳鏈結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)碳鏈數(shù)量等都會(huì)對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土表面性能和層狀結(jié)構(gòu)有影響,進(jìn)而影響聚合物/層狀硅酸鹽的插層與剝離行為;如由法國(guó)益普生公司研制的思密達(dá)(Smecta)就是以蒙脫石為主要成分的消化道粘膜保護(hù)劑。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(jī)碳含量下,可能會(huì)表現(xiàn)出相似的分配系數(shù)。
有機(jī)改性劑主要通過(guò)影響膨潤(rùn)土的層間距值,層間距值越大,膨潤(rùn)土公司,疏水性越好。有機(jī)改性劑種類的影響表現(xiàn)為不同碳鏈的有機(jī)陽(yáng)離子其截面積不同,當(dāng)所用改性劑的陽(yáng)離子截面積大小與蒙脫石層間單位交換點(diǎn)平均占有面積相適應(yīng)時(shí),層間才能達(dá)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(jī)膨潤(rùn)土。我國(guó)膨潤(rùn)土資源豐富,但以鈣基膨潤(rùn)土為主,天然鈉基膨潤(rùn)土礦不足1%。
另外,膨潤(rùn)土的黏流性隨晶格扭曲程度越嚴(yán)重變化越大;吸附的陽(yáng)離子可以和溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換作用,這種作用稱為離子交換吸附。耐熱性隨土中有機(jī)碳鏈的長(zhǎng)度的增加分解溫度越高,其凝膠性與土中有機(jī)碳鏈的性質(zhì)(長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)、極性)、有機(jī)土粒子的大小及溶劑分子的極性等因素有關(guān),膨潤(rùn)土飼料,當(dāng)完基鏈為同等長(zhǎng)度時(shí),含雙鍵或芳香官能團(tuán)的完基鏈形成的凝膠強(qiáng)度越高。
膨潤(rùn)土礦的目的礦物蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸礦物。晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是二層硅氧四面體晶片與其間的鋁氧八面體晶片相結(jié)合形成晶層,構(gòu)成2:1型結(jié)構(gòu)。晶層具有水分子和可交換性陽(yáng)離子。八面體空隙中的陽(yáng)離子為Al3 離子,剩下兩個(gè)空位,為二八面體型。蒙脫石晶體化學(xué)特點(diǎn)是類質(zhì)同象種類多,使之化學(xué)成分復(fù)雜,變化大。八面體空隙中的Al3 常被的Mg2 、Fe2 置換;四面體空隙中的Si4 被Al3 置換,由于陽(yáng)離子替代陽(yáng)離子,使結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生多余的負(fù)電價(jià)。為了保持電中性,在結(jié)構(gòu)層之間,重慶膨潤(rùn)土,除水分子外,存在較大半徑的陽(yáng)離子Na1 、Ca2 、Mg2 等。膨潤(rùn)土具有良好的粘結(jié)性、吸附性,來(lái)源廣,價(jià)格低廉,可作為包膜化肥的天然材料,能夠減少肥料的流失,控制肥料養(yǎng)分的釋放,提高肥料的利用率,起到改良土壤、促進(jìn)作物增產(chǎn)的效果。這些陽(yáng)離子是可交換的,使蒙脫石族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性等一系列很有價(jià)值的特性。
助留助濾系統(tǒng)膨潤(rùn)土的典型粒子為層厚0.9nm,層疊5~7層,表面約為300nm×100nm的層片狀結(jié)構(gòu)。其水化時(shí)的比表面積較大,約為700~800m2/g。膨潤(rùn)土片層有負(fù)電性表面和正電性邊緣,易于吸附膠體物質(zhì)。當(dāng)膨潤(rùn)土在水中被水解,陽(yáng)離子以鈉離子形式形成帶負(fù)電荷的粒子。這種帶負(fù)電荷的粒子,不受pH值的影響,在酸性和堿性中同樣顯示良好的性能。吸附劑:膨潤(rùn)土的主要成分蒙脫石具有層紋狀結(jié)構(gòu)及非均勻性電性分布,對(duì)消化道內(nèi)的一些病毒、病菌及***產(chǎn)生較強(qiáng)的選擇性吸附作用。適合在機(jī)制紙和紙板的所有領(lǐng)域中的酸性和中性抄紙,可獲得以往的單一聚合物所不能收到的高留著率和高濾水效果。
膨潤(rùn)土的上述特性,被廣泛地用于助留助濾劑和白水回收處理等造紙工藝中。下面為采用Hydrocol的微粒子助留體系用于白水封閉系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)例:加拿大蒙大拿的一家用OCC生產(chǎn)瓦楞紙板的工廠,在白水封閉后使用Hydrocol膨潤(rùn)土助留助濾系統(tǒng),使造紙廢水的排放量從6000m3/d減少為零,留著率從85%提高到92%,且白水回用后節(jié)省能源5%。在制漿過(guò)程中,大量的水溶性聚合物和膠體物釋放至生產(chǎn)過(guò)程的水中,木材的膠體物和樹(shù)脂物有沉積在設(shè)備和產(chǎn)品表面的趨向,會(huì)引起生產(chǎn)問(wèn)題和紙頁(yè)缺陷。
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