膨潤土是以蒙脫石為主的含水黏土礦，而蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁（鎂）氧（羥基）八面體構成的2:1型層狀硅酸鹽礦物，其結構層間以弱的庫倫力結合。這種結構中存在著(zhù)特殊的可膨脹性層間域，使膨潤土具有吸水性、膨脹性、黏結性、催化性、懸浮性、無(wú)毒性、觸變性和離子交換性等許多優(yōu)良的性能。
　　有機插層膨潤土除具有天然膨潤土的上述性能外，還因其層間距比天然膨潤土的要大，故應用范圍更廣、效果更理想。例如，由于其在有機介質(zhì)中具有良好的溶脹性、高分散性，可廣泛應用于涂料、鞋油、環(huán)保、油漆、石油鉆井、塑料、化妝品、鑄造、調稠劑、染色劑、高溫潤滑脂、納米復合材料等行業(yè)，是近年來(lái)行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)方向之一。

1、有機插層膨潤土的制備方法及影響因素

　　有機插層膨潤土比較常用的制備方法有干法、濕法、預凝膠法以及微波合成法等。

　　影響有機插層膨潤土性能的因素有很多，如原土樣的選擇、反應環(huán)境的選擇、有機改性劑的選擇等?？刂坪糜绊懸蛩赜兄谑古驖櫷涟l(fā)揮其良好的性能，達到所需應用的目的。
 
（1）原土樣的影響
 
　　制備有機膨潤土所用原料中的蒙脫石含量必須在以上，且泥沙等含量應盡可能少，這就要求對原土進(jìn)行多次提純。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分與內部結構有關(guān)，鈉基膨潤土的交換陽(yáng)離子為鈉離子，鈣基膨潤土的交換性陽(yáng)離子為鈣離子。而鈉基膨潤土比鈣基膨潤土更容易進(jìn)行有機化改性，即在離子交換、膠介質(zhì)，膨脹倍數等方面均比鈣基膨潤土好，所以理想的制備原料為鈉基膨潤土。
 
（2）反應環(huán)境的影響
 
　　膨潤土的性能主要受反應環(huán)境和制備方法的影響。反應環(huán)境包括介質(zhì)、有機改性劑的用量，反應溫度、反應時(shí)間、原土的狀態(tài)等。
　　研究表明：有機膨潤土的去除效果隨改性劑用量的增加而升高，但有機改性劑/膨潤土的質(zhì)量比值達到一定值后就不再增加，具體的質(zhì)量比因被處理物種類(lèi)的不同而不同，最佳用量應根據蒙脫石交換容量和改性劑的數量確定，這是因為膨潤土對有機改性劑也有一個(gè)飽和吸附量的緣故。
　　改性溫度對膨潤土的去除效果也有影響，表現為隨著(zhù)溫度的增加去除率也隨之增加，但也有一個(gè)最大值，隨后再增加溫度去除效果反而下降。
 
（3）有機改性劑的影響
 
　　有機改性劑的選擇對有機膨潤土的制備過(guò)程尤為重要，使用不同的改性劑會(huì )得到不同表面結構和不同性能的有機膨潤土。改性劑的性能，碳鏈長(cháng)度、碳鏈結構、長(cháng)碳鏈數量等都會(huì )對有機膨潤土表面性能和層狀結構有影響，進(jìn)而影響聚合物/層狀硅酸鹽的插層與剝離行為；在不同的表面活性劑用量和種類(lèi)下，表現出的結果也各不相同，在相同的有機碳含量下，可能會(huì )表現出相似的分配系數。
　　有機改性劑主要通過(guò)影響膨潤土的層間距值，層間距值越大，疏水性越好。有機改性劑種類(lèi)的影響表現為不同碳鏈的有機陽(yáng)離子其截面積不同，當所用改性劑的陽(yáng)離子截面積大小與蒙脫石層間單位交換點(diǎn)平均占有面積相適應時(shí)，層間才能達到足夠的覆蓋度，在有機溶劑中形成較好的凝膠體，獲得黏度較大、凝膠性能較好的有機膨潤土。
　　另外，膨潤土的黏流性隨晶格扭曲程度越嚴重變化越大；耐熱性隨土中有機碳鏈的長(cháng)度的增加分解溫度越高，其凝膠性與土中有機碳鏈的性質(zhì)（長(cháng)度、結構、極性）、有機土粒子的大小及溶劑分子的極性等因素有關(guān)，當烷基鏈為同等長(cháng)度時(shí)，含雙鍵或芳香官能團的烷基鏈形成的凝膠強度越高。
 
2、有機膨潤土的應用領(lǐng)域及特性
 
　　有機膨潤土屬于有機無(wú)機雜化材料，同時(shí)具有有機物和無(wú)機物的某些特性，用途十分廣泛，在染料脫色、顏料防沉、有機物廢水處理、農藥吸附、復合材料、防滲、醫藥緩釋、油墨、乳膠漆、涂料以及催化等領(lǐng)域應用研究活躍。
 
（1）油漆油墨
 
　　在油漆油墨中加入有機膨潤土，可增加液態(tài)有機系統的粘稠性，改變其流動(dòng)性。在高速印刷油墨加入有機膨潤土，可增大粘度，印刷效果好，干燥快。有機膨潤土還可用于某些墨水中，由于固體懸浮在有機液態(tài)系統中，可控制向多孔基地的滲透，改變滲透性和均勻性，字跡清晰不至模糊。在油漆方面，加入有機膨潤土后可明顯改善其懸浮性、流動(dòng)性、耐腐蝕性以及干燥性等。其添加在顏料油漆中，具有防沉、耐腐蝕等優(yōu)良性能。
 
（2）石油鉆井
 
　　石油鉆井是有機膨潤土應用最為廣泛的行業(yè)，有機膨潤可明顯提高泥漿的穩定性，使泥漿具有良好的流變性、潤滑性和耐腐蝕性。
 
（3）污水處理
 
　　有機膨潤土具有良好的吸附性能，被廣泛用于污水、廢水的凈化處理，可有效吸附廢水中的有機物質(zhì)。處理廢水步驟如下：將有機膨潤土按照一定比例加入到需要處理的有機廢水中，攪拌（或者使用微波輻照）靜置沉淀，固液分離，檢測達到排放標后排放。
 
（4）復合材料
 
　　有機膨潤土還可應用于復合材料領(lǐng)域，尤其對聚合物及其改性。納米級有機膨潤土可應用在塑料（尼龍、環(huán)氧樹(shù)脂、聚烯烴等）、橡膠制品的納米改性，可有效改善其耐熱性、強度、耐磨性等。將少量的納米蒙脫土加入到橡膠中，可以明顯提高橡膠的強度、伸長(cháng)率，甚至完全可替代白炭黑、炭黑等填料，大大降低或消除污染，這將是21世紀橡膠工業(yè)的一場(chǎng)革命。
　　納米級有機膨潤土復合材料不僅減輕了傳統復合材料添加劑的重量，而且使得大大改善了復合材料的硬度、阻燃、阻氣性能。在軌道交通方面，高性能復合彈性結構材料應用于減震方面能夠將硫化天然橡膠的力學(xué)性能達到拉伸強度>30MPa。
　　預計未來(lái)幾年，國內市場(chǎng)對有機膨潤土需求量將達到30-40萬(wàn)噸/年，而有機膨潤土將朝著(zhù)精細化、系列化、功能化等方向不斷發(fā)展。積極開(kāi)展有機膨潤土生產(chǎn)技術(shù)研究，加快成果產(chǎn)業(yè)化轉化，拓展有機膨潤土應用領(lǐng)域，實(shí)現有機膨潤土高效、高附加值綜合利用將是有機膨潤土行業(yè)的主要發(fā)展方向。
 
部分資料來(lái)源：有機插層膨潤土的應用現狀研究，作者：白梅等
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
 

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