膨润土(Bentonite) 是以蒙脱石为主的含水粘土矿,具有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等,广泛用于各个工业领域,被称之为“万用之土”。
膨润土所具有的良好物化性能,取决于其吸附于层间阳离子种类和数量,钠基膨润土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、胶质价、粘结性、润滑性、热稳定性,因而具有更广泛的用途。
钠基膨润土的作用
膨润土(Bentonite) 是以蒙脱石为主的含水粘土矿,具有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等,广泛用于各个工业领域,被称之为“万用之土”。
膨润土所具有的良好物化性能,取决于其吸附于层间阳离子种类和数量,钠基膨润土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、胶质价、粘结性、润滑性、热稳定性,因而具有更广泛的用途。
我国膨润土资源丰富,但以钙基膨润土为主,天然钠基膨润土矿不足1%。
膨润土有极强的吸水性,遇水时发生水化.可膨胀至原体积的10~20倍,其原因可总结为三方面:(1)膨润土具有很大的比表面积.能吸附大量的水}(2)膨润土的晶体结构允许水分子进入其晶格层问.从而使之产生膨胀_(3)每个颗粒表面都带负电荷.相互排斥。膨润土水化后还具有很好的保水性.即使在高压下.其中的水也不会被排斥掉.形成拈稠的凝胶体.其抗渗系数很低.可达10_。cm/s。离子交换吸附的反应是可逆的,吸附和脱附的速度受离子浓度的影响,这种影响符合质量作用定律。吸水后的膨润士自然干燥后.仍具有吸水膨胀能力.可反复膨胀。
这种膨胀性使膨润土成为非常有效的防水密封材料.当膨润土水化时.在限定的空间内膨胀形成凝砬体.从而阻止了水的渗透;同时在膨胀压的作用下.粘稠的凝胶体会进入建筑物的裂缝中,起剜密封防水的作用。
利用此性能.可以制造出一系列的防水材料。
膨润土由于在水相中能形成分散良好的悬浮液,因而可以用作一些助剂在水相中的稳定剂。
美国一项报道了膨润土在施胶中的应用,其将反应性施胶剂加入膨润土的悬浮液中,从而可以少用甚至不用表面活性剂,施胶剂受分散在水中的膨润土的影响,具有较好的分散性和稳定性。这种胶料悬浮液可用作造纸过程内部或外部的施胶。
以膨润土代替表面活性剂有好的物理性能,改善了化学稳定性,减少了水解作用的发生,同时也降低了表面活性剂对造纸过程的不良影响,当用作内部施胶时,膨润土还可在微粒助留助滤体系中起到助留助滤的作用。所用膨润土为钠基、锂基或经钠盐活化后的膨润土。
用盐酸、硫酸或磷酸处理过的天然膨润土被称为酸性白土。酸性白土与膨润土原矿物相比,比表面积显著增加,具有很高的吸附性能和触媒活性。传真纸、计算机记录用的压敏复写纸就是应用了酸性白土与白色(无色)染料接触发生的化学反应来实现化学显色的。
膨润土在无碳复写纸中作为力敏色素的显色剂,用于无碳复写纸的酸活化处理膨润土产品,在英国、德国、日本早已生产使用。浙江某研究所利用仇山膨润土,制成无碳复写纸用特种漂土,产品经北京造纸研究所等单位使用,认为完全可以替代进口产品。
以三层的无碳复写纸为例,在上层纸和中层纸背面所用的粘结剂中包有含色素的明胶、阿拉伯树胶微交囊在中层纸和下层纸的表面粘有酸性白土作为显色剂。纸中的色素受微交囊保护,重叠后不自行显色。胶质价膨润土在水介质中能分散呈胶体悬浮液,这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,以胶质价表征这些性能。但当用笔尖或打字机针头对纸面施加压力时,微交囊就会,染料外溢后与涂层面接触,酸性白土显色剂具有吸附力并能提供质子,无色染料获得质子后内酯环断裂形成极化离子结构而实现显色。
(作者: 来源:)