蒙脫石ksf是經過哪方面改性的
作者:訪客發布時間:2021-08-16分類:塑料制品瀏覽:83
蒙脫石是由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構成的礦物,它們一般為塊狀或土狀。當溫度達到100~200℃時,蒙脫石中的水分子會逐漸跑掉。失水后的蒙脫石還可以重新吸收水分子或其他極性分子。蒙脫石改性有鈉化改性、鋁改性、有機化改性等等方法。都是利用蒙脫石失水后留下的空隙,讓它吸附其它分子或物質以后進行某種性能的改變。ksf則為關鍵成功因素分析法的簡稱,是指用關鍵成功因素分析法對蒙脫石改性過程控制得到的產品。本身并沒有具體的改性內容。蒙脫石(Montmorillonite)屬于單斜晶系的含水層狀硅酸鹽礦物。其顆粒細小,具有膠體分散特性。 蒙脫石屬于2∶1型結構單元層的二八面體型,單位晶胞由兩片頂角朝里的Si-O四面體中夾一片Al-O或 Mg-O八面體形成一結構層。處于八面體空隙中的三價Al3+、Fe3+、和Cr3+離子常常被低價離子取代如Mg2+代替Al3+,Si4+常常被Al3+代替。由于部分高價陽離子被低價陽離子所取代,使結構層中的氧負電荷過剩。為了保證電荷平衡,水,交換性陽離子如Na+和Ca2+和有機液體可以進入層間結構,故蒙脫石具有陽離子交換能力。層間水分子在100~200℃時逐漸脫水,但并不破壞結構單元層的結構。脫水后的蒙脫石又可重新吸附水分子或其他極性分子進入層間。其化學式可表示為Ex (H2O)4 {(Al2-x , Mgx)2 [(Si , Al)4O10] (OH)2}。由于自然界產出的蒙脫石絕大部分為鈣基蒙脫石,鈣基蒙脫石較鈉基蒙脫石性能差,所以常用人工鈉化的方法將鈣基蒙脫石改型為鈉基蒙脫石。 由于蒙脫石存在天然膨潤土中,高純度蒙脫石是由膨潤土而得的。蒙脫石的提純的方法有很多種,目前天然蒙脫石的提純方法主要是濕法提純。常見的濕法提純是以水為介質的,水法提純主要有以下幾種:自然沉降法、重液分離法、絮凝法和離心分離法等。 蒙脫石改性是通過改變蒙脫石層間交換陽離子的種類來改變其物理化學性質。不同的無機陽離子與蒙脫石層間的親合力主要受陽離子的電荷數及其水化能控制。陽離子的水化能越小、電荷數越低,與粘土礦物層間的親合力就越強。常見的親合力順序對堿金屬而言為:Cs+>Rb2+>Na2+>Li+,對堿土金屬而言為:Ba2+>Sr2 +>Ca2+>Mg2+。蒙脫石中某些離子交換反應是可逆的,而某些離子交換反應是不可逆的。Ca-蒙脫石的鈉化改性過程中,陽離子交換受其電荷數及其水化能控制,陽離子的水化能越小、電荷數越低,與粘土礦物層間的親合力就越強。無機陽離子與蒙脫石的離子交換反應可分為三個階段,初始階段以表面吸附為主,后期階段以層間離子交換為主,中期階段為過渡階段,介于表面吸附和層間離子交換。 蒙脫石改性一般是蒙脫石鈉化改性,采用向鈣基蒙脫石中加入一定的改性劑Na2CO3,在一定的條件下使陽離子Na+ 置換結構層間的Ca2+、Mg2+,從而實現結構層間離子的轉變改性。 如用[Mont]-X代替蒙脫石化學式(X表示交換陽離子),那么蒙脫石鈉化改性反應則為: [Mont]-Ca+Na+ →[Mont]-Na+Ca2+ 在蒙脫石的鈉化改性過程中,鈉離子交換可自動發生,但與時間和溫度有關。Ca-蒙脫石鈉化改性實驗證明:Na+離子與Ca-蒙脫石的Ca2+離子交換為一級反應,反應的活化能Ea為16.23kJ?mol-1,反應得頻率因子為1.00048,反應初期離子交換速率非常快,后期較慢并與時間成線性關系。蒙脫石的鈉化改性需解決的問題就是加快蒙脫石改性的離子交換速率,并在一定的時間內不可逆。 由于鈉質蒙脫石的性能優于鈣質蒙脫石,所以其用途最廣,用量最大。在醫藥、造紙、橡膠、油漆、涂料和化妝品生產的過程中常使用蒙脫石作為原料。
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