蛭石矿物在建筑及农业、园艺上应用浅谈

蛭石在建筑、工业及农业、园艺上有着广范的用途,但目前蛭石矿的应用单一,在此结合东海县蛭石矿的化学成份及物性检测资料对蛭石在建筑及农业上的应用进行论述.     

不同结构修饰对蛭石插层效果的影响

采用盐酸、氯化钠、盐酸／氯化钠复合修饰方法分别对未膨胀蛭石和膨胀蛭石进行结构修饰,并通过十六烷基三甲基溴化铵有机插层处理制备了有机化蛭石。利用X射线衍射（XRD）和Fourier变换红外光谱（FTIR）研究了未膨胀蛭石和膨胀蛭石的层间结构,讨论了不同结构修饰对两种蛭石有机插层的影响。结果表明,膨胀处理对蛭石的层间距影响较小,但破坏蛭石晶层中的羟基。由于未膨胀蛭石和膨胀蛭石层间晶层结构的差异,两种蛭石应分别采用不同的结构修饰方法。未膨胀蛭石采用盐酸／氯化钠复合修饰后有机改性效果较好,其层间距可从1．48nm增大到4．29nm;而膨胀蛭石宜采用氯化钠修饰后有机改性,其层间距可从1．48nm增大到4．70nm。相比于未膨胀蛭石,膨胀蛭石有机化处理后具有更大的层间距。     

插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料的制备

以蔗糖和蛭石为原料,在超声辅助条件下采用溶液插层法制备插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料。X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）分析表明,蔗糖/蛭石复合物样品的d001值为1.852nm;样品的红外谱图中出现甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1。将蔗糖/蛭石复合物在氮气氛下碳化后,样品的XRD（d001=1.247nm）和红外光谱结果（甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1消失）表明,碳/蛭石复合材料层间夹有碳,进一步证实得到插层型蔗糖/蛭石复合材料。同时,确定了优化插层反应工艺条件,超声功率为400W,物料配比为蛭石：蔗糖=1：2.5,超声水化时间为0.5h,超声反应温度为70℃,反应时间为2.5h,静置时间2h。     

烷基胺-蛭石复合物的研究现状及进展

蛭石是属于2:1型层状硅酸盐类粘土矿物,具有优异的物理化学性能.近年来,烷基胺-蛭石复合物作为1种新型的化学、化工原料在环境保护和新材料应用方面引起了广泛的关注且已成为当前材料科学的研究热点之一.本文简述了烷基胺-蛭石复合物的制备原理及方法;介绍了烷基胺-蛭石的表征技术和现阶段研究成果;并对烷基胺-蛭石应用及发展前景进行了概述和展望.     

有机柱撑水黑云母功能材料层间域有机柱结构排布模式

用十八烷基三甲基溴化铵(C18TAB)对具有蛭石晶层与云母晶层的规则间层矿物水黑云母进行有机柱撑,运用XRD对其粉末样表征,研究随着C18TAB加入量的增大,有机离子团在水黑云母的蛭石晶层与云母晶层中排布模式的演化.结果表明,水黑云母在不同的柱撑液浓度下,在其蛭石晶层中随着有机堆垛密度不断增大而出现了倾斜单层、倾斜双层两种空间排布模式;而在云母晶层中则只有倾斜双层一种排布模式.其空间排布演化模式为:蛭石晶层中倾斜单层→蛭石晶层中倾斜双层→蛭石晶层与云母晶层中倾斜双层,最终C18TAB在水黑云母的云母晶层与蛭石晶层层间域中有相同的倾斜双层排布模式.     

蛭石的改性与应用研究进展

针对蛭石矿产资源丰富、开发生产能力低的现状,对蛭石的改性方法进行综述,包括蛭石的酸改性、热膨胀改性及有机化改性,介绍蛭石在环境净化、保温隔热、纳米复合材料等领域中的应用技术研究进展,指出目前研究成果已经为改善蛭石产品的物化性能提供了支撑,对蛭石改性过程中结构的变化及其对性能的影响规律是未来研究和探索的重点。     

有机蛭石的制备工艺与催化性能

为了研究制备工艺对蛭石有机化效果的影响以及有机蛭石在催化领域的应用,以硝酸为酸化剂,氯化钠为钠化剂,十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,采用"酸化-钠化-插层"工艺制备了有机蛭石,并研究了有机蛭石对高密度聚乙烯基复合材料的催化作用;探讨了了不同硝酸、氯化钠浓度和十六烷基三甲基溴化铵用量对有机化效果的影响。有机蛭石的XRD和阳离子交换容量(CEC)测试表明,采用0.1mol/L的硝酸,饱和浓度的氯化钠和1.5倍蛭石CEC的十六烷基三甲基溴化铵时,插层效果最佳。高密度聚乙烯基复合材料的热降解分析测试显示,有机蛭石对高密度聚乙烯-膨胀型阻燃剂复合材料的交联成炭反应有催化作用。     

蛭石的改性——有机蛭石的碳化

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机试剂,通过溶液法将其插入蛭石层间,制得有机改性蛭石(O-Ver).使用X-粉晶衍射仪、差热分析仪研究蛭石、有机改性蛭石煅烧过程中的变化情况,确定碳化工艺,而后在一定条件下对O-Ver进行高温煅烧,使蛭石层间的CTAB碳化,制备碳夹层式的碳-蛭石复合材料.用所制得的碳-蛭石复合材料与天然橡胶复合制备天然橡胶/碳-蛭石复合材料.通过用高阻仪、氧指数测定仪分析测试,结果表明,天然橡胶/碳-蛭石复合材料的导电率增大,抗静电能力增强.因此,说明碳化的O-Ver改善了蛭石的电学性能,同时该材料较好地改进了橡胶的电学性能.     

有机蛭石的制备与应用研究现状

从蛭石的晶体化学特征出发,在探讨蛭石有机改性原理的基础上,评述了有机蛭石的改性方法与特点,以及改性蛭石在环境保护和纳米复合材料方面的应用.蛭石层间阳离子的可交换特性是使有机阳离子插入到层间域的驱动力;采用胺盐和有机大分子可获得不同层间距的插层有机蛭石;有机改性蛭石可作为有机污染物的良好吸附剂,也是制备聚合物/蛭石纳米复合材料的前驱体.     

微波辅助原位聚合法制备聚乳酸/蛭石纳米复合材料EI北大核心

对蛭石(VMT)有机改性后,以丙交酯为单体,在催化剂存在的条件下采用微波辅助原位聚合法制备聚乳酸/蛭石(PLA/VMT)纳米复合材料。利用广角X射线粉末衍射法(WAXD)、傅立叶红外光谱法(FT-IR)以及差示扫描量热法(DSC)对材料进行了表征。对蛭石的添加量对材料的插层效果以及材料性能的影响进行了讨论。结果表明,在反应时间很短的情况下,蛭石即可以纳米尺寸分布在PLA中。随蛭石含量的不同,分别得到了剥离型和插层性PLA/VMT纳米复合材料。     

有机蛭石的制备及其对2,4-二氯酚的吸附性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)以不同倍数阳离子交换容量对蛭石进行有机改性,制得有机蛭石,用XRD和FT-IR手段对有机蛭石进行表征,考察了吸附时间、pH值和温度等对有机蛭石吸附有机污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,研究其吸附机理。实验结果表明,HDTMA成功进入蛭石层间。相对于蛭石原土吸附量12.72mg/g,改性后的有机蛭石对2,4-DCP的吸附能力均得到显著提高,1.0倍CEC有机蛭石吸附量为90.12mg/g。在酸性条件下,吸附效果更好。Langmuir和Freundlich吸附等温模型均可较好地用来描述1.0倍CEC改性的有机蛭石对2,4-DCP的吸附等温线。有机蛭石对2,4-DCP的吸附量随温度的升高而下降。通过热力学分析发现有机蛭石吸附2,4-DCP是一个自发的吸附过程,低温有利于吸附,材料解吸率不大。     

聚乳酸/蛭石纳米复合材料的原位聚合与性能研究

首次用原位聚合的方法制备了剥离型聚乳酸/蛭石纳米复合材料.以液态的单体丙交酯溶胀蛭石,然后引发单体进行聚合.XRD和TEM分析表明原位聚合法制备的纳米复合材料中蛭石片层完全剥离,分散与PLA基体中.用XRD和DSC分析和观察了聚乳酸/蛭石纳米复合材料基材的结晶性能,结果表明层状纳米蛭石聚乳酸的结晶度降低,球晶粒径大大降低.拉伸性能的考察表明制得的纳米复合材料的力学性能大大提高.     

氯丁橡胶／蛭石纳米复合材料的研究

以蛭石和氯丁橡胶为原料，采用溶液插层法将氯丁橡胶插入蛭石层间，制备聚合物层状硅酸盐纳米复合材料，用X射线衍射仪对样品进行分析测试，结果表明，得到了剥离型氯丁橡胶／蛭石纳米复合材料。     

钠化蛭石阳离子交换容量的实验研究

为提高蛭石的阳离子交换容量,以新疆蛭石为原料,通过液相离子交换法,用Na2CO3对其进行钠化改性处理。分析了矿浆浓度、反应温度、反应时间、Na2CO3浓度等因素对阳离子交换容量的影响,探讨了蛭石层间阳离子的交换特征。结果表明:当矿浆浓度为15%、反应温度为80℃、时间控制在24h、Na2CO3浓度为1.5mol/L时,钠型蛭石具有最大的阳离子交换容量0.92mmol/g。Na2CO3改性后新疆蛭石的阳离子交换容量和在水溶液中分散性均有显著提高。     

剥分蛭石包覆聚酰亚胺复合材料及性能研究

采用四甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵对蛭石进行有机膨胀和机械剥分,研究剥分蛭石包覆聚酰亚胺(PI)复合材料的耐热性能。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)证明有机插层剂成功插入蛭石层间,采用小角X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征不同蛭石样品的微观结构及剥分情况。剥分蛭石包覆聚酰亚胺复合材料的热隔绝性能和耐形变性由温差测试实验测定。     

微波辅助原位聚合法制备聚乳酸/蛭石纳米复合材料

对蛭石(VMT)有机改性后,以丙交酯为单体,在催化剂存在的条件下采用微波辅助原位聚合法制备聚乳酸/蛭石(PLA/VMT)纳米复合材料。利用广角X射线粉末衍射法(WAXD)、傅立叶红外光谱法(FT-IR)以及差示扫描量热法(DSC)对材料进行了表征。对蛭石的添加量对材料的插层效果以及材料性能的影响进行了讨论。结果表明,在反应时间很短的情况下,蛭石即可以纳米尺寸分布在PLA中。随蛭石含量的不同,分别得到了剥离型和插层性PLA/VMT纳米复合材料。     

蛭石填充尼龙66复合材料的结构与性能研究

通过熔融共混法制备了一系列蛭石填充尼龙66复合材料,测试了复合材料的力学性能,用SEM、DSC、WAXD和HAAKEⅡ高压毛细管流变仪等方法研究了复合材料的微观结构、非等温结晶过程和结构、流变性能.结果表明:蛭石的加入提高了尼龙66的拉伸性能和弯曲性能.随蛭石填充量的增加,尼龙66复合材料的拉伸强度变化不大,均提高了约12%;弹性模量、弯曲强度和弯曲模量基本呈线性上升趋势,当填充量为26%时,分别提高了116%、32%、55%;当填充量小于16%时,冲击强度降低不多,但填充量大于16%时,冲击强度降低较多;蛭石对尼龙66具有有效的异相成核的作用.与纯尼龙66相比,蛭石填充复合材料的结晶温度升高,过冷度降低,结晶峰半高宽减小,半结晶周期减小;蛭石在尼龙66基体中分散较均匀,部分蛭石粒径在纳米级,蛭石与尼龙66树脂之间有较好的粘结作用;蛭石的加入使尼龙66非牛顿指数减小,尼龙66对剪切力敏感性下降.     

改性蛭石吸附电镀废水中铜离子的研究

将天然蛭石进行处理制备出改性蛭石.在静态条件下,对改性蛭石处理含铜废水进行了研究,探讨了改性蛭石用量、废水酸度、接触时间、温度对除铜效果的影响.结果表明,在废水pH值5.0～7.0、Cu2 浓度0～100 mg/L范围内,按Cu2 与改性蛭石质量比为1/30投加改性蛭石进行处理,Cu2 去除率可达98%以上,且处理后废水pH值为7.62,废水近中性.含Cu2 为28.6 mg/L的电镀废水经改性蛭石处理后,废水中Cu2 含量为0.36 mg/L,Cu2 含量显著低于国家排放标准.     

有机插层蛭石功能材料的制备与表征研究

用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)对蛭石矿物进行插层改性,制成有机插层蛭石功能材料。应用X射线衍射分析、差热分析等对有机插层蛭石结构进行表征。结果显示,HDTMA可较容易进入蛭石矿物的层间域中,HDTMA以倾斜立式在层间排列,倾角约为57°。蛭石与HDTMA之间的反应,在HDTMA加入量较少时以离子交换为主;在HDTMA加入量较多时,分子吸附也变得重要。当HDTMA加入量小于蛭石的阳离子交换容量时,HDTMA将尽量以紧密排列方式进入部分蛭石层间,进入蛭石层间域的HDTMA具有较好的稳定性,不易解吸。     

熔融插层制备聚苯乙烯/蛭石纳米复合材料的结构与性能研究

通过熔融插层法制备了聚苯乙烯(PS)/蛭石纳米复合材料,测试了复合材料的力学性能、燃烧性能和熔体流动速率,并对不同蛭石含量的PS/蛭石纳米复合材料进行了对比。结果表明,当蛭石含量为3%时,与纯PS相比,熔体流动速率只降低了4%,即仍具有良好的加工性能,同时拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别提高了3.4%、77%和41%。氧指数测试结果表明,蛭石的加入有利于提高材料的阻燃性能。