膨润土改性小知识

膨润土改性小知识

天然膨润土在实际应用中性能不够理想，或不能满足特殊应用领域使用要求时，常常需要进行人工改性。改性的原理是蒙脱石在水溶液中吸水膨胀并分散形成胶体，晶层间阳离子以水化离子形式出现，这些水化阳离子与晶体联结并不牢固，可被溶液中其它离子置换取代。这种离子交换过程主要在晶层之间进行，不会引起晶体骨架改变。根据这一原理，可以使用一些无机（锂、钠、钾）或有机阳离子，通过离子交换，实现膨润土的改性。目前常见的改性的膨润土主要有以下几种：

（1）有机膨润土

有机膨润土是长碳链季铵盐与膨润土反应的产物。它是利用季铵盐离子与粘土中的可交换离子相互作用，使大的有机离子进入土板层间，覆盖在粘土级粒子粘土表面，形成稳定的有机产品。有机膨润土有湿式和干式两种制法。湿式制法是以水为分散介质，将膨润土先制成浆液，再与季铵盐进行反应。具体操作步骤如下：

去除膨润土中的杂质，制成土浆液，一般固含量为10～20％。

将土浆液进行高速剪切分散，使粒度达到粘土级。

使土浆液与季铵盐反应。

从浆液中分离出有机土，进行洗涤。

在温度<50℃的条件下，使有机土干燥。

干式制法是一种操作简单、生产效益高的新方法。制备时将粘土和适量的季铵盐（占粘土的15～55％）充分混合，在无水和高于季铵盐熔点的温度下反应５～30min。反应完毕，经研磨、过筛、得200目的干态物。它可作为油井钻探液的增稠剂。

（2）锂基膨润士

目前，能在有机溶剂中溶胀和形成胶体的材料较少。而锂基膨润土能够在有机溶剂中溶胀成胶，但我国迄今尚未发现天然锂膨润土。通过对贮量丰富、生产量大的钙膨润土进行简单的改性处理，可得到锂膨润土。在钙膨润土—体系中加入锂盐（如碳酸锂），使锂离子取代钙离子并达到饱和，即可使钙膨润土变为锂膨润土，达到改性的目的。这种改性过程可表示为：

膨润土 - Ca＋Li2CO3 →膨润土 - Li＋CaCO3

将一定粒度原料膨润土和碳酸锂，混匀后加入适量水（水/土 = 4.4～4.8），室温下搅拌反应一定时间后，取出产物烘干、粉碎即得产品。

（3）钠基膨润土

一般地讲，钠基膨润土比钙基膨润土的性能优越。主要表现在：钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大，最大吸水量为其体积８～15倍，膨胀倍数从几倍到30余倍，阳离子交换量高，在水中分散性好，胶质价高，并且悬浮性、触变性、热稳定性、粘接性、可塑性较好，吸水强度、干压强度、热湿拉强度也较高。所以，钠基膨润土比钙基膨润上经济价值高，工业上常将钙土钠化制备钠土。

膨润土的钠化反应，需要在水及一定温度下才能进行。实现这种钠化反应的途径很多，目前已知的途径有悬浮液法、堆场钠化法、轮辗钠化法、挤压钠化法、双螺旋钠化法等。在涂料生产中常采用悬浮钠化法，此法是在钙基膨润土中加入钠盐改性剂，配制成浆，然后进行搅拌或陈化处理。