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蛭石改性對膨脹性能的影響

放大字體  縮小字體 發布日期:2011-03-21   瀏覽次數:107  分享到: 分享到騰訊微博

(1)離子浸泡改性將蛭石離子改性后煅燒可以提高蛭石的膨脹效果。這種方法在Yang的專利中論及,該文獻用K1、NH4+、Cl-,N03-等離子溶液對蛭石進行浸泡,在足夠的時間內可以使溶液中的離子與蛭石的屢間離子發生離子交換,從而對蛭石進行改性,在較低的溫度下即可以達到很好的嘭脹效果。北京航空航天大學材料科學與工程學院的研究中,蛭石片徑為2~4mm,浸泡改性時,除了上述專利所述的離子種類外,還進一步使用了Mg、Al等金屬離子,其實驗結果表明Mg離子對于蛭石膨脹的正面影響最大,K離子次之。

資料統計表明,蛭石中MgO的含量對蛭石的膨脹影響較明顯,新疆且干布拉克蛭石Mg0含量高,受熱膨脹倍數高。還有研究表明,鐵和鈦的含量高會使膨脹倍數減小。這些現象和層間結合水的多少有直接的關系,而這些元素本身只是間接的因素。通過浸泡,使蛭石的層間聚集了大量的陽離子,而這些陽離子可以結合水分成為結合水。層間陽離子在層間常和水分子結合成八面體配位,層間陽離子含量高,相應結合水的含量也大,因而在蛭石膨脹時產生的水蒸氣壓力亦大,引起的膨脹亦大。Mg2+在蛭石結構中一方面充填八面體空隙,另一方面可作為層間陽離子進入層間。Fe、Ti在蛭石的晶體結構中常代替Mg2+進入八面體空隙,這樣蛭石單元層的層電荷就相應減少,因而層間陽離子的數目也要相應減少,引起層間結合水的含量相對較少。此外,結合水的含量還和層間陽離子的水化有關,Mg2+的水化能力強,有二水分子層,因此通常會使蛭石產生更好的膨脹效果。

(2)噴油改性對蛭石表面噴上一層微量的植物油進行煅燒后,與同溫度未噴油的蛭石相比,其膨脹度可以得到一定程度的增加。噴的油可以是大豆油、蓖麻油等。北京京航空航天大學材料科學與工程學院的研究中對蛭石表面噴水、噴植物油、硝酸鉀改性后噴植物油、未改性直接煅燒四種方式做了對比。蛭石片徑為2~4mm,實驗結果表明:通過對蛭石表面進行噴油處理可以大大降低膨脹蛭石的堆積密度。

這可能是蛭石表層形戚的均勻油膜,在加熱過程中形成了阻擋蛭石內部水分蒸發的阻擋層,使得蛭石內部的壓力變大,在此壓力下水分的蒸發致使蛭石片層膨脹更大,故膨脹效果優于一般直接煅燒。

另外值得關注的是噴油比噴水改性效果更好。這可能與不同物質的膜層在蛭石表面的表面張力、吸附效果不同有關。因此通過改變噴灑物質就有可能改善蛭石的膨脹效果。

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