|
| |
| 有机膨润土的制备方法与影响因素有哪些？ |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-12-24 11:36:04 浏览次数： |
|
| |
（中国粉体技术网/远志）制备有机膨润土都是采用钠基膨润土，制备工艺一般有湿法、干法及预凝胶法。
（1）干法 将含水的精选钠基膨润土与有机季铵盐直接混合，用专门的加热混合器混合均匀，再加以挤压，制成含一定量水份的有机膨润土。也可以进一步干燥，研磨成粉状产品；或将含一定水份的有机膨润土直接分散于有机溶剂中(如柴油)，制成凝胶或乳胶体产品。具体工艺流程如图1：
图1有机膨润土合成干法工艺流程图
图2 有机膨润土合成湿法工艺流程图
（3）预凝胶法 将膨润土分离改性提纯后，在有机覆盖过程中加入疏水有机溶剂(如矿物油)。把疏水膨润土复合物萃取进入有机油，分离出水相，再经蒸发除去残留水份直接制成有机土预凝胶。具体工艺流程如图3。
图3 有机膨润土合成预凝胶法工艺流程图
生产有机膨润土的原料要求其蒙脱石含量占90%～95%，-2µm含量大于95%。蒙脱石的层电荷和晶格的有序度是影响膨润土性能的结构因素，层间可交换阳离子以Na+为主。根据电荷密度的不同，蒙脱石可分为三类。蒙脱石的半晶胞的结构是：(M)x(Al2xMg)(Si4YAY)O10 (OH)2•nH2O。其中X＋Y＝0.42。高层电荷密度是半晶胞的电荷密度0.42以上，吸附性好；中等电荷密度0.35～0.40；低层电荷密度0.25～0.35，胶体性能好，易分散。层电荷低，层间结合力相对就小，层状集合体便易于拆散。同晶置换有序度低或同晶置换原子间的半径不同，M-O链长有差异，引起Si-O四面体和M-O(OH)八面体晶格结构的扭曲，导致层面歪斜和凹凸不同，并增加端面的断键。这些都有利于蒙脱石层状集合体在溶剂中分散成更薄、更小的片体而形成端-面、端-端的网架结构。
有机覆盖剂的结构、用量、用法、覆盖环境和产品的干燥程度都直接影响有机膨润土的质量。
有机覆盖剂的结构类型和碳链长度不同，亲油性有明显差别，因而直接影响有机膨润土的性能和用途。
有机胺盐对蒙脱石的亲和力与其相对分子质量有关，相对分子质量越大，越容易与蒙脱石发生吸附，这是因为高级有机胺盐除和蒙脱石的可交换阳离子发生交换反应外还会发生吸附反应，因此制备有机膨润土的有机胺盐一般选用季铵盐，其长碳链烷基中碳原子数一般大于12。
另外研究表明混和使用两种以上有机覆盖剂在某些性能和用途方面与使用单一覆盖剂比较效果更好。
有机覆盖剂的覆盖量对产品的性能很敏感，一方面要求有机离子在层间有足够的覆盖度，另一方面要充分取代层间的金属离子。
覆盖环境主要是指介质的pH值、共存的其他化学物质以及温度、反应时间等因素。有机阳离子在层间的交换反应一般都比较快，其交换反应速度决定于覆盖剂在介质中的溶解度。在介质中溶解性比较好的覆盖剂在常温反应2h左右即可，在介质中溶解度低的覆盖剂需要在加热条件下反应，并延长反应时间。
有机膨润土的干燥温度，有时对其性能颇为敏感。为了保持有机土的含水量(一般1%～3%)，干燥温度应控制在110℃。
制备有机膨润土时，矿浆浓度以膨润土的充分分散为最佳，过高的浓度导致膨润土分散不开，影响其与有机胺盐离子的交换反应。过低的浓度虽然能分散得很好但是大大增加了用水量，提高了生产成本，所以矿浆浓度一般选定在5%～7%。反应时间的确定则依矿浆浓度、反应温度等而定，一般从0.5小时至数小时不等，最佳反应时间最好在其他工艺已经确定的条件下依据实验来确定。
►欢迎进入【粉体论坛】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
