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膨潤(rùn)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(gè)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(yáng)離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定,易被其它陽(yáng)離子交換,故具有較好的離子交換性。相反,在現(xiàn)代化的養(yǎng)殖業(yè)中,我們需要尋找一些天然的粘土成分用作添加劑來(lái)優(yōu)化我們的飼料。國(guó)外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門(mén)中應(yīng)用,有300多個(gè)產(chǎn)品,因而人們稱(chēng)之為“土”。
膨潤(rùn)土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國(guó)開(kāi)發(fā)使用膨潤(rùn)土的歷史悠久,原來(lái)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(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)膨潤(rùn)土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來(lái)年歷史。美國(guó)早發(fā)現(xiàn)是在懷俄明州的古地層中,呈黃綠色的粘土,加水后能膨脹成糊狀,后來(lái)人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土,統(tǒng)稱(chēng)為膨潤(rùn)土。膨潤(rùn)土所具有的良好物化性能,取決于其吸附于層間陽(yáng)離子種類(lèi)和數(shù)量,鈉基膨潤(rùn)土具有更好的膨脹性、陽(yáng)離子交換性、水介質(zhì)中的分散性、膠質(zhì)價(jià)、粘結(jié)性、潤(rùn)滑性、熱穩(wěn)定性,因而具有更廣泛的用途。其實(shí)膨潤(rùn)土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤(rùn)土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等??梢猿芍旅軌K狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時(shí)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(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。
造紙膨潤(rùn)土精選膨潤(rùn)土原礦經(jīng)科學(xué)加工而成。具有粒度細(xì)、純度高、白度好、陽(yáng)離子交換能力強(qiáng)、吸水膨脹性好、懸浮性好、適宜酸堿度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了相應(yīng)的研究工作,主要研究了膨潤(rùn)土對(duì)印染廢水、金屬離子廢水、造紙廢水、油污廢水的吸附等,但國(guó)內(nèi)主要停留在研究階段,未見(jiàn)有應(yīng)用報(bào)道,其中一個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)是應(yīng)用困難。遇水膨脹時(shí)體積增加數(shù)倍至30倍,比表面積增加至700-800 m2/g。主礦物成分蒙脫石的微觀晶面表面帶負(fù)電荷、邊緣端面帶正電荷,與陽(yáng)離子高聚物結(jié)合使用可達(dá)到很好的助留助濾效果,另外還可以吸附樹(shù)脂、控制膠粘物等。主要作用包括:
1、提高紙漿中細(xì)小纖維和其它填料的留著率,節(jié)約原料成本,有效降低漿耗。
2、提高網(wǎng)案部、真空部和壓榨部的濾水性能,凈化白水系統(tǒng),減少產(chǎn)生沉積物,抑菌防霉、避免形成腐漿,同時(shí)減少濕部斷紙。
3、提高紙張顏料分散性和均勻性、紙張表面光潔度、紙頁(yè)勻度、紙頁(yè)強(qiáng)度與物理性能。
用于生產(chǎn)涂布加工紙的涂料主要由顏料、膠粘劑和助劑所組成。在所使用的助劑中有一類(lèi)流變控制劑,其作用是調(diào)節(jié)涂料的流變性能,使其符合生產(chǎn)工藝的要求,避免由于涂料流變性能不佳而產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。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)及其能在水或容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。當(dāng)蒙脫土分散于水相中時(shí),表面水合作用和層間雙電層的排斥作用會(huì)造成膨潤(rùn)土層間距的增大和體積的膨脹,這一作用可使膨潤(rùn)土在水相體系中起到增稠的效果,因而在紙張涂料中可使用膨潤(rùn)土來(lái)作為流變控制劑。
同時(shí)由于膨潤(rùn)土具有規(guī)整的片層結(jié)構(gòu),也有利于提高涂料的遮蓋性能以及涂層的平整性,從而起到一定的顏料的作用。有報(bào)道了以膨潤(rùn)土作為部分顏料生產(chǎn)涂布加工紙的工藝,其產(chǎn)品經(jīng)壓光后特別適合于相片打印和膠印。