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有機(jī)膨潤(rùn)土的制備及工藝
有機(jī)膨潤(rùn)土即是指利用有機(jī)分子、離子、聚合物等以共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵、偶極以及范德華力與膨潤(rùn)土結(jié)合而成的膨潤(rùn)土有機(jī)復(fù)合物。膨潤(rùn)土具有優(yōu)異的膨脹性、吸附性、陽(yáng)離子交換性、催化性、粘結(jié)性、懸浮性和可塑性，常作為粘結(jié)劑、懸浮劑、吸附劑、凈化劑及稠化劑等被被應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、紡織、藥品等諸多領(lǐng)域。另一方面，膨潤(rùn)土呈親水性，對(duì)有機(jī)物的吸附能力較差。為提高膨潤(rùn)土吸附有機(jī)物的能力、充分利用其巨大的理論表面積，需要對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性，所得產(chǎn)物即為有機(jī)膨潤(rùn)土。
1.1有機(jī)膨潤(rùn)土的制備原理
常見的改性方法是在適當(dāng)條件下用有機(jī)陽(yáng)離子將膨潤(rùn)土層間無(wú)機(jī)陽(yáng)離子交換出來(lái)。或者直接在膨潤(rùn)土層間插入有機(jī)分子，改變層間域親水環(huán)境，使得其呈疏水性。同時(shí)又增加了粘土礦物中的有機(jī)質(zhì)含量。
目前，有機(jī)改性膨潤(rùn)土主要有烷基銨改性膨潤(rùn)土，也有十八胺、金屬螯合物、有機(jī)硅、二環(huán)胺離子等其它有機(jī)物對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性的報(bào)道。插層有機(jī)物國(guó)內(nèi)研究則主要集中于季銨鹽和胺，常用的有十六烷基三甲銨鹽(CTMA)、十六烷基吡啶(CPB)、十八烷基三甲銨鹽(DTMA)等。
★干法制備工藝
干法制備有機(jī)膨潤(rùn)土是將含水20%~30%的膨潤(rùn)土與有機(jī)改性劑直接混合，加熱、混勻后擠壓，直接制得有機(jī)膨潤(rùn)土。或進(jìn)一步烘干、破碎成粉狀產(chǎn)品，或直接將其分散于有機(jī)溶劑中制成凝膠或乳膠體產(chǎn)品。
工藝流程
提純鈉基膨潤(rùn)土+有機(jī)覆蓋劑→加熱混合→擠壓→混合→有機(jī)凝膠
提純鈉基膨潤(rùn)土+有機(jī)覆蓋劑→加熱混合→擠壓→干燥→破碎→包裝
??? 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單。
??? 缺點(diǎn)：通常需要在高壓或表面活性劑熔融溫度下進(jìn)行，能耗巨大，且無(wú)法保證所得產(chǎn)品的均一性和穩(wěn)定性。
★濕法制備工藝
膨潤(rùn)土的濕法合成是將膨潤(rùn)土礦物粉碎后分散在水中制成漿液，再加入有機(jī)改性劑，在充分?jǐn)嚢璧臈l件下進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到有機(jī)化的目的。
工藝流程
膨潤(rùn)土粉→分散制漿→提純→改型（或改型→提純）→有機(jī)覆蓋→過(guò)濾→烘干→粉碎→產(chǎn)品
??? 優(yōu)點(diǎn)：濕法合成有機(jī)膨潤(rùn)土是在溶液態(tài)進(jìn)行，充分的攪拌使膨潤(rùn)土與表面活性劑充分混合，當(dāng)具有足夠長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間時(shí)，表面活性劑在膨潤(rùn)土上的吸附可以達(dá)到平衡。經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、研磨后，可以得到形態(tài)均一、性能穩(wěn)定的有機(jī)膨潤(rùn)土產(chǎn)品。濕法合成有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)設(shè)備與操作的要求都比干法要低，故目前制備有機(jī)膨潤(rùn)土常用濕法。
??? 缺點(diǎn)：恒溫水浴、攪拌、干燥、活化等過(guò)程需要消耗大量的水和能源，而且制備過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，使得有機(jī)膨潤(rùn)土生產(chǎn)成本增加，不利于工業(yè)化應(yīng)用。
★預(yù)凝膠法制備工藝
預(yù)凝膠法制備有機(jī)膨潤(rùn)土是將膨潤(rùn)土分離改型提純后，在有機(jī)覆蓋過(guò)程中加入疏水有機(jī)溶劑（如礦灼油），把疏水膨潤(rùn)土復(fù)合物萃取進(jìn)入有機(jī)油，分離出水相，再經(jīng)蒸發(fā)除去殘留水份，直接制成有機(jī)膨潤(rùn)土預(yù)凝膠。
工藝流程
原礦粉碎→分散制漿→改型提純→抽提水份→加熱除水→預(yù)凝膠產(chǎn)品
隨著對(duì)膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)特征和理化性能的進(jìn)一步了解，一些研究者采用更多的方法合成有機(jī)粘土。如熔融態(tài)有機(jī)物與粘土礦物相復(fù)合、粉末研修法、小分子有機(jī)化合物與粘土作用后被聚合等，近來(lái)又有人利用超聲波的強(qiáng)大空化作用制備有機(jī)膨潤(rùn)土。
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