膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠的制備與特性的研究.pdf

1、膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠是一種觸變性凝膠，主要用作有機(jī)分散體系的增稠劑、粘度調(diào)節(jié)劑、觸變劑、懸浮劑、乳膠穩(wěn)定劑和吸附劑，目前已在深井鉆井泥漿、油漆、油墨、潤(rùn)滑脂、日用化學(xué)品工業(yè)、藥膏方面得到了廣泛應(yīng)用。此外，還是制備性能優(yōu)異的聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料的原料。本文以遼寧鈣基膨潤(rùn)土為原料，首先對(duì)其鈉化提純，然后以十八/十六烷基氯化銨為有機(jī)復(fù)合劑，采用水熱合成技術(shù)對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性，將改性膨潤(rùn)土充分分散于二甲苯．甲醇體系中制備出產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能國

2、內(nèi)領(lǐng)先的膨潤(rùn)土高檔有機(jī)凝膠礦物材料。利用XRD、TEM等測(cè)試分析手段和現(xiàn)代膠體化學(xué)理論表征其結(jié)構(gòu)和性能，探討了材料的形成機(jī)理、凝膠特性、納米特性、觸變性以及在環(huán)氧防銹漆中的應(yīng)用等。論文的研究?jī)?nèi)容及主要結(jié)果為： 1．在系統(tǒng)研究膨潤(rùn)土原礦物理性質(zhì)、礦物組成和化學(xué)成分的基礎(chǔ)上進(jìn)行鈉化提純，確定了鈉化提純適宜的工藝流程和工藝參數(shù)。研究表明：膨潤(rùn)土原礦經(jīng)過鈉化提純后，其物理化學(xué)性能均發(fā)生了明顯改善，雜質(zhì)礦物含量顯著降低，蒙脫石含量提高至9

3、0.0％，鈉化提純效果良好；提純工藝采用連續(xù)動(dòng)態(tài)離心技術(shù)，能保證鈉化提純產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，從而為后續(xù)的有機(jī)改性、凝膠的制備提供性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定的基料。 2．以鈉化改型高純膨潤(rùn)土為基料，十八/十六烷基氯化銨為有機(jī)復(fù)合劑，采用二甲苯．甲醇為有機(jī)分散體系，通過水熱合成、壓濾脫水、粉碎干燥、凝膠的制備等工藝，制備出質(zhì)量穩(wěn)定、動(dòng)力粘度5.0Pa·s的膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠。研究了影響膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠性能的主要因素：水熱合成反應(yīng)作業(yè)反應(yīng)釜中設(shè)置溫度自

4、動(dòng)控制系統(tǒng)；粉碎干燥采用強(qiáng)力粉碎干燥工藝，使干燥與碎散同時(shí)進(jìn)行，既提高了干燥效率，又避免過分干燥而降低產(chǎn)品質(zhì)量；膨潤(rùn)土基料選擇低層電荷膨潤(rùn)土；通過不同覆蓋劑用量、不同反應(yīng)時(shí)間、不同礦漿pH值的正交試驗(yàn)及顯著因素的單因素優(yōu)化試驗(yàn)，確定了有機(jī)改性最佳的工藝條件；考察了產(chǎn)品水分對(duì)膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠性能的影響，確定了有機(jī)改性產(chǎn)品水分適宜的控制范圍。通過上述工藝流程的優(yōu)化和工藝條件的試驗(yàn)，可保證膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良，工業(yè)化后經(jīng)濟(jì)效益較

5、好。 3．利用XRD、TEM等測(cè)試分析手段和現(xiàn)代膠體化學(xué)理論研究膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠的特性和結(jié)構(gòu)。研究表明：膨潤(rùn)土有機(jī)凝膠是分散的有機(jī)蒙脫石以端-端、端-面結(jié)合形成包裹大量溶劑的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的假塑性體，為一種彈性凍膠；有機(jī)覆蓋劑十八/十六烷基氯化銨在蒙脫石晶層間呈傾斜單層排布，其直鏈與硅氧層面的夾角α=25.9°；溫度對(duì)凝膠性能的影響也較為顯著；通過電鏡照片分析及對(duì)分散凝膠的觀察，有機(jī)改性膨潤(rùn)土在有機(jī)介質(zhì)中，被分散成具透明性的納米凝膠，用