反应环境的影响
膨润土的性能主要受反应环境和制备方法的影响。反应环境包括介质、有机改性剂的用量,反应温度、反应时间、原土的状态等。
研究表明:有机膨润土的去除效果随改性剂用量的增加而升高,但有机改性剂/膨润土的质量比值达到一定值后就不再增加,具体的质量比因被处理物种类的不同而不同,加用量应根据蒙脱石交换容量和改性剂的数量确定,这是因为膨润土对有机改性剂也有一个饱和吸
钠基膨润土的主要成分
反应环境的影响
膨润土的性能主要受反应环境和制备方法的影响。反应环境包括介质、有机改性剂的用量,反应温度、反应时间、原土的状态等。
研究表明:有机膨润土的去除效果随改性剂用量的增加而升高,但有机改性剂/膨润土的质量比值达到一定值后就不再增加,具体的质量比因被处理物种类的不同而不同,加用量应根据蒙脱石交换容量和改性剂的数量确定,这是因为膨润土对有机改性剂也有一个饱和吸附量的缘故。因此在满足球团强度的前提下,要尽量降低膨润土添加量,为此对膨润土的粘结性能提出技术需求。
改性温度对膨润土的去除效果也有影响,表现为随着温度的增加去除率也随之增加,但也有一个醉大值,随后再增加温度去除效果反而下降。
有机改性剂的影响
有机改性剂的选择对有机膨润土的制备过程尤为重要,使用不同的改性剂会得到不同表面结构和不同性能的有机膨润土。改性剂的性能,碳链长度、碳链结构、长碳链数量等都会对有机膨润土表面性能和层状结构有影响,进而影响聚合物/层状硅酸盐的插层与剥离行为;在不同的表面活性剂用量和种类下,表现出的结果也各不相同,在相同的有机碳含量下,可能会表现出相似的分配系数。用于医用软膏,可在皮肤表面形成薄膜,提高有效成分的附着力及离子交换性。
有机改性剂主要通过影响膨润土的层间距值,层间距值越大,疏水性越好。简言之,粘土是一种天然产品,动物早已适应了去吃它,但是这并非意味着我们应该开始给家畜喂土。有机改性剂种类的影响表现为不同碳链的有机阳离子其截面积不同,当所用改性剂的阳离子截面积大小与蒙脱石层间单位交换点平均占有面积相适应时,层间才能达到足够的覆盖度,在有及溶剂中形成较好的凝胶体,获得黏度较大、凝胶性能较好的有机膨润土。
另外,膨润土的黏流性随晶格扭曲程度越严重变化越大;耐热性随土中有机碳链的长度的增加分解温度越高,其凝胶性与土中有机碳链的性质(长度、结构、极性)、有机土粒子的大小及溶剂分子的极性等因素有关,当完基链为同等长度时,含双键或芳香官能团的完基链形成的凝胶强度越高。主要测定吸兰量、水分、胶质介、通过率、湿压强度、膨胀系数、pH值等,测定方法和标准这里就从略了。
助留助滤系统膨润土的典型粒子为层厚0.9nm,层叠5~7层,表面约为300nm×100nm的层片状结构。其水化时的比表面积较大,约为700~800m2/g。膨润土片层有负电性表面和正电性边缘,易于吸附胶体物质。如对酸性大红染料废水的处理,经微波辐照处理一定时间后,CPC有机膨润土的脱色率可达99%以上,而常规吸附处理的去除率仅60%左右。当膨润土在水中被水解,阳离子以钠离子形式形成带负电荷的粒子。这种带负电荷的粒子,不受pH值的影响,在酸性和碱性中同样显示良好的性能。适合在机制纸和纸板的所有领域中的酸性和中性抄纸,可获得以往的单一聚合物所不能收到的高留着率和高滤水效果。
膨润土的上述特性,被广泛地用于助留助滤剂和白水回收处理等造纸工艺中。同时,由于改性膨润土能吸附细小纤维和其他细小物质,降低了纸厂排放白水的浓度,能够减小排放污水对水域造成的污染。下面为采用Hydrocol的微粒子助留体系用于白水封闭系统的生产实例:加拿大蒙大拿的一家用OCC生产瓦楞纸板的工厂,在白水封闭后使用Hydrocol膨润土助留助滤系统,使造纸废水的排放量从6000m3/d减少为零,留着率从85%提高到92%,且白水回用后节省能源5%。
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。膨润土与水按比例混合后,加适量氧化镁,静置24小时后形成的凝胶层体积称为胶质价。以15克样形成的凝胶体体积的毫升数表示。膨润土矿物晶体一般带负电荷,因此在膨润土颗粒表面要吸附等当量的相反电荷的阳离子。胶质价是评价膨润土形成胶体体系及其稳定性的一种指标,是分散性、亲水性和膨润性的综合表现。钠基膨润土比钙基、酸性膨润土的胶质价高;同一属型的膨润土,含蒙脱石愈多,胶质价愈高。
粘结性和可塑性 膨润土和水、泥或砂等的掺合物有粘结性和可塑性,一般以湿态抗压强度(湿压强度)、热湿拉强度表示。湿压强度是评价膨润土的湿态粘结能力。阳离子交换容量的英文名称为CationExchangeCapacity,简称为CEC。将膨润土与标准砂(内蒙通辽县大林型砂厂产)和水按一定比例混碾,形成粘土膜将砂粒包裹,制成标准试样,测单位面积上所能承受的极限载荷,单位为kg/cm2。
将膨润土与标准砂和水按比例混碾后,制成标准试件,在试件一端加热,使之形成一定厚度的干砂层及其后的水分凝聚区,然后加载拉力负荷,测定试件在水分凝聚区的抗拉强度,为热湿拉强度,以kg/cm2表示。膨润土作为污水处理剂在欧美等许多已有应用,美国Biomin公司生产的污水处理剂,就是用膨润土、沸石、硅藻土、羟基磷酸钙、煤等配制成吸附剂,达到了经济有效处理污水的目的。热湿拉强度是铸造工业评价膨润土质量的重要技术指标。
造浆性能 膨润土的主要用途之一是用作钻井液材料。衡量膨润土的造浆性能的主要指标之一是造浆率,即单位重量的膨润土可以配制成具有表观粘度为15mPas的悬浮液体积数(单位为m3/t)。
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