有机膨润土制备及结构变化探讨

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1、2007年第3期中国非金属矿工业导刊总第61期【试验研究】有机膨润土制备及结构变化探讨何雪寒，李春生，许凤林，刘清辉(浙江省地质矿产研究所，杭州310007)摘要：以钙基蒙脱石为原料，经钠化后与十八烷基三甲基氯化铵进行离子交换反应，合成蒙脱石有机络合物。考察了反应温度、反应时间、改性剂用量、改性体系pH值等因素对有机土性能的影响，并用X-射线衍射对样品的结构变化进行了表征。关键词：有机膨润土；性能；蒙脱石；季铵盐中图分类号：P619.255;TB332文献标识码：A文章编号：1007-9386(2007)03-0039-02StudyonPreparati

2、onandStructureAlterationofOrganobentoniteHeXuehan,LiChunsheng,XuFenglin,LiuQinghui(ZhejiangInstituteofGeology&MineralResources,Hangzhou310007)Abstract:Montmorillonite-organiccomplexhasbeensynthesizedbymeansoftheionexchangereactionusingtheoctadecyltrimethylamineandtreatedCa-bentoni

3、tewithsodiumcarbonate.Theeffectonperformanceoftheorganobentoniteforreactiontemperature,reactiontime,modiferdosageandpHhavebeenstudied,andcharacterofmodifiedorganicbentonitewasmeasuredwithXRD.Keywords:organobentonite;perfomance;montmorillonite;quaternaryammoniumsalt蒙脱石的结构特点是以层片状集合体

4、为主，能：交换容量(CEC)1.021mmol/g；吸蓝量：在水等强极性溶剂中可以发生解离。但由于具有1.43mmol/g(按经验公式系数1.50，折算蒙脱石含量较强的亲水性，在应用方面受到一定限制。如通为95.3%)；胶质价5.67mL/g；膨胀容13.5mL/g；过季铵盐型表面活性剂与膨润土晶片层间可交换pH值8.40。阳离子之间的离子交换反应，使有机阳离子进入改性剂：十八烷基三甲基氯化铵(1831)，浙江膨润土晶片层间，促使片层一定程度的解离，则安吉丰虹公司生产，工业品，配制成0.45mol/L；成为膨胀型有机粘土，可以在有机溶剂中膨胀、Na2CO3

5、，配制成1mol/L。H2SO4配制成1mol/L。分散形成有机胶体或凝胶。有机粘土在保持了原1.2样品制备有的无机结构的基础上，因含有一定的弱极性碳实验设计：影响改性过程的因素，主要有季铵盐链而具有良好的亲油性，既可在含水的强极性体加入量、反应温度、反应时间、反应介质pH值，以系中应用，也可用于极性较弱的油性介质中。这粘度作为主要评价指标，评定各因素的影响及进行改类分散体由于具有良好的触变性、增稠性、悬浮性条件优化。并利用XRD判断改性前后的结构变化。性和溶胶稳定性，从而被广泛用作油漆、油墨、实验方法：将一定固液比(20∶350)的蒙脱石试涂料的防沉剂、

6、流变剂、石油钻井泥浆增稠剂、验样，经高速搅拌，分散均匀后，加入1mol/L[1]日用化工产品的稳定剂等。通过对钙基蒙脱石进Na2CO3水溶液进行钠化后，调节体系pH值，加入行有机改性，并对改性条件进行优化，用X-射线1831溶液进行离子交换反应。反应结束后，经过洗衍射对样品改性前后的结构变化进行了考察，获涤、离心分离，在80℃干燥，研磨，得到成品。得了具有较好分散性的产品。1.3性能测试及样品表征1实验部分1.3.1粘度[2]1.1实验原料按照HG/T2248-91方法，旋转粘度计采用膨润土矿样：辽宁某膨润土矿提纯土，伴生杂NDJ-79型。质矿物为石英、方

7、解石及有机质。蒙脱石形态呈团1.3.2XRD分析块状，以层片状集合体为主。其主要化学成分(%)：采用日本理学RigakuD/MAX-rA衍射仪，管SiO264.24；Al2O318.01；Fe2O32.41；TiO20.35；电压45kV，管电流80mA，Cu靶：石墨单色器滤K2O0.39；Na2O0.37；CaO3.85；MgO5.61。物理性波，扫描速率5°/min。39何雪寒等：有机膨润土制备及结构变化探讨2结果与讨论反应1.5h即可达到较高程度。而从图2中可以看出，2.1反应条件的优化在60～80℃之间对改性较为有利，故可采用70℃改考察了合成反应

8、的温度、时间和1831试剂量、性1.5h。改性剂1831用量对产品