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膨润土的八大性质

膨润土的八大性质  一、吸水膨胀性: 膨润土具有吸湿性,能吸附8~15 倍于自己体积的水量。吸水后能 膨胀,膨胀倍数是自身原体积的 三十余倍。 膨润土的主要成分蒙 脱石为2∶1层状硅酸盐。其中的Al 和Si可被Mg Ca或Fe离子置换 和Si可被Mg、Ca或Fe离子置换, 可交换的阳离子骨架有剩余负电 荷,加上蒙脱石晶层间结合力较 弱,可吸附阳离子和极性水分子。 根据阳离子种类及相对 ,层间能 吸附一层或两层水分子。另外, 在蒙脱石晶胞表面也吸附了一定 水分子。因此,晶层间的这种晶 格沿a轴b轴方向延伸,顺c轴方向 重叠 C轴长度不固定 钠基蒙脱 重叠。C轴长度不固定。钠基蒙脱 石比钙基蒙脱石吸水性强。引起 蒙脱石膨胀的动力是交换性阳离 子和晶层底面的水化能。

蒙脱石的吸水作用有一定限度, 所吸的水分子层(即水化膜)达 到一定厚度并分布均匀时,吸水 量达到限度,出现平衡,若此平 衡被破坏即失水后,吸水膨胀性 能又得以恢复。 与钙基
膨润土相 比,钠基膨润土在水中分散程度 高,其特点是吸水速度慢但吸水 延续的时间长,总吸水量大,同 时Na+的半径小。 所以它在蒙脱石单位晶层底面占 据的面积小,晶体吸水膨胀倍数 就高,最高可达到30倍。钙基膨 润土吸水速度快,2h既达到饱和, 吸水量少。钠基膨润土的吸水量 吸水 少 钠基膨润 的吸水 和膨胀倍数是钙基膨润土的2~3 倍。 蒙脱石的湿胀和干缩在一定 条件下是可逆的。 但到层间水完全失掉后再吸水就 比较困难,在高温干燥后则完全 失去重新水化的能力。钙基蒙脱 石失去水化能力的温度是300~ 390℃,钠基蒙脱石失去水化能力 的温度是390~490℃。 二、分散悬浮性: 蒙脱石以胶体分散状态存在于溶 液中。蒙脱石矿物颗粒细小,它 的单位晶层之间易分离,水分子 易进入晶层与晶层之间,充分水 化后以溶胶形式悬浮于水溶液中。 在膨润土分散液中,蒙脱石颗粒 可能以单 晶胞或晶层面的平行 可能以单一晶胞或晶层面的平行 叠置状存在,也可以是少量晶胞 的附聚体:晶层面和晶体端面的 附聚体或晶层端面和端面的附聚 体。 有相同的负电荷,彼此同性相斥。

在稀溶液里很难凝聚成大颗粒, 是一种很好的助悬浮剂。在蒙脱 石小颗粒的分散液中,颗粒分布 均匀,pH>7时,助悬效果更好。 若在分散液中加入金属阳离子, 尤其是高价金属阳离子的加入或 溶液的碱度降低至中性甚至弱酸 性时,则附聚体会发生聚集,分 散液呈浓厚悬浮液,颗粒增大, 均匀程度差,絮凝发展到整个体 系时即成凝胶。 比较稀薄的、不稳定的蒙脱石分 散液随附聚的发展颗粒逐渐增大, 蒙脱石颗粒最后产生沉积。 钠基 蒙脱石颗粒较细小(钙基蒙脱石 矿物颗粒较粗),在水介质中分 矿物颗粒较粗 在水介质中分 散性好,可以解离成单位晶胞, 在分散液中分布均匀,沉积速度 较慢,故分散性好。 三、触变性: 触变性是指胶体溶液搅拌时变稀 (剪切力降低),而静置后变稠 (剪切力升高)的特性,如
钻井 要求泥浆具有良好的触变性。膨 润土结构中的羟基在静置的介质 中会产生氢键,使之成为均匀的 胶体 并且有 定的粘度 当在 胶体,并且有一定的粘度。当在 外界剪切力存在下进行搅拌时, 氢键被破坏,粘度降低,所以膨 润土溶液在搅动时悬浮液表现为 流动性很好的溶胶液; 停止外加搅动就会自行排列成具 有立体网状结构的凝胶,并不发 生沉降分层和有水离析;再施加 外力搅动时,凝胶又能迅速被打 破,恢复流动性。这种特性使膨 润土在混悬剂方面具有特别重要 的意义。

对于浓度比较大的蒙脱 石水分散液,只要存在絮凝就有 触变性。 四、粘结性和可塑性: 体悬浮液具有较高的粘度。粘度 是胶体流动时固体颗粒之间、固 体颗粒与液体之间、液体分子之 间等的内摩擦力。 
膨润土与水混 合具有粘结性,其来源于多方面, 如膨润土亲水、颗粒细小,晶体 表面电荷多样化 颗粒不规则羟 表面电荷多样化,颗粒不规则羟 基与水形成氢键。由多种聚附形 式形成溶胶,使膨润土与水混合 具有很大的粘结性。高膨胀性的 蒙脱石在水溶液中具有较高的分 散度; 同时粘土颗粒一般条件下聚集状 况稳定,颗粒絮凝具有一定凝聚 强度,膨润土与水混合具有很大 的粘结性,可以用于钻探泥浆等。 蒙脱石在水中的膨胀和分散需要 充分的时间,一般要数天至十几 天才能稳定,期间粘度随放置时 间增长而加大。 塑性,它的可塑性水的百分含量 大大高于高岭石和伊利石,而形 变所需要的力则较其他粘土小。 膨润土中的应力一应变值随蒙脱 石交换阳离子种类不同而变化。 钠基膨润土的可塑性高,粘结性 强 钠基膨润土混合料的工艺性 强。钠基膨润土混合料的工艺性 能好,它的湿化强度虽与钙基膨 润土做成的混合料接近或略低, 但受水分变化的影响小,对水分 和热敏感性低,故干化强度和热 湿拉强度均较高。
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