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| 有機膨潤土的制備方法與影響因素有哪些？ |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2014-12-24 11:36:04 瀏覽次數(shù)： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）制備有機膨潤土都是采用鈉基膨潤土，制備工藝一般有濕法、干法及預凝膠法。
（1）干法 將含水的精選鈉基膨潤土與有機季銨鹽直接混合，用專門的加熱混合器混合均勻，再加以擠壓，制成含一定量水份的有機膨潤土。也可以進一步干燥，研磨成粉狀產(chǎn)品；或?qū)⒑欢ㄋ莸挠袡C膨潤土直接分散于有機溶劑中(如柴油)，制成凝膠或乳膠體產(chǎn)品。具體工藝流程如圖1：
圖1有機膨潤土合成干法工藝流程圖
圖2 有機膨潤土合成濕法工藝流程圖
（3）預凝膠法 將膨潤土分離改性提純后，在有機覆蓋過程中加入疏水有機溶劑(如礦物油)。把疏水膨潤土復合物萃取進入有機油，分離出水相，再經(jīng)蒸發(fā)除去殘留水份直接制成有機土預凝膠。具體工藝流程如圖3。
圖3 有機膨潤土合成預凝膠法工藝流程圖
生產(chǎn)有機膨潤土的原料要求其蒙脫石含量占90%～95%，-2µm含量大于95%。蒙脫石的層電荷和晶格的有序度是影響膨潤土性能的結(jié)構(gòu)因素，層間可交換陽離子以Na+為主。根據(jù)電荷密度的不同，蒙脫石可分為三類。蒙脫石的半晶胞的結(jié)構(gòu)是：(M)x(Al2xMg)(Si4YAY)O10 (OH)2•nH2O。其中X＋Y＝0.42。高層電荷密度是半晶胞的電荷密度0.42以上，吸附性好；中等電荷密度0.35～0.40；低層電荷密度0.25～0.35，膠體性能好，易分散。層電荷低，層間結(jié)合力相對就小，層狀集合體便易于拆散。同晶置換有序度低或同晶置換原子間的半徑不同，M-O鏈長有差異，引起Si-O四面體和M-O(OH)八面體晶格結(jié)構(gòu)的扭曲，導致層面歪斜和凹凸不同，并增加端面的斷鍵。這些都有利于蒙脫石層狀集合體在溶劑中分散成更薄、更小的片體而形成端-面、端-端的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
有機覆蓋劑的結(jié)構(gòu)、用量、用法、覆蓋環(huán)境和產(chǎn)品的干燥程度都直接影響有機膨潤土的質(zhì)量。
有機覆蓋劑的結(jié)構(gòu)類型和碳鏈長度不同，親油性有明顯差別，因而直接影響有機膨潤土的性能和用途。
有機胺鹽對蒙脫石的親和力與其相對分子質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，越容易與蒙脫石發(fā)生吸附，這是因為高級有機胺鹽除和蒙脫石的可交換陽離子發(fā)生交換反應(yīng)外還會發(fā)生吸附反應(yīng)，因此制備有機膨潤土的有機胺鹽一般選用季銨鹽，其長碳鏈烷基中碳原子數(shù)一般大于12。
另外研究表明混和使用兩種以上有機覆蓋劑在某些性能和用途方面與使用單一覆蓋劑比較效果更好。
有機覆蓋劑的覆蓋量對產(chǎn)品的性能很敏感，一方面要求有機離子在層間有足夠的覆蓋度，另一方面要充分取代層間的金屬離子。
覆蓋環(huán)境主要是指介質(zhì)的pH值、共存的其他化學物質(zhì)以及溫度、反應(yīng)時間等因素。有機陽離子在層間的交換反應(yīng)一般都比較快，其交換反應(yīng)速度決定于覆蓋劑在介質(zhì)中的溶解度。在介質(zhì)中溶解性比較好的覆蓋劑在常溫反應(yīng)2h左右即可，在介質(zhì)中溶解度低的覆蓋劑需要在加熱條件下反應(yīng)，并延長反應(yīng)時間。
有機膨潤土的干燥溫度，有時對其性能頗為敏感。為了保持有機土的含水量(一般1%～3%)，干燥溫度應(yīng)控制在110℃。
制備有機膨潤土時，礦漿濃度以膨潤土的充分分散為最佳，過高的濃度導致膨潤土分散不開，影響其與有機胺鹽離子的交換反應(yīng)。過低的濃度雖然能分散得很好但是大大增加了用水量，提高了生產(chǎn)成本，所以礦漿濃度一般選定在5%～7%。反應(yīng)時間的確定則依礦漿濃度、反應(yīng)溫度等而定，一般從0.5小時至數(shù)小時不等，最佳反應(yīng)時間最好在其他工藝已經(jīng)確定的條件下依據(jù)實驗來確定。
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