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凹凸棒黏土是一種以凹凸棒石為主要成分的非金屬礦物，可用作增稠劑、吸附劑和復合材料的添加劑等。天然凹凸棒石的棒晶以“柴垛”狀聚集體形式存在，因而沒有凸顯凹凸棒黏土自身的納米特性。目前解離凹凸棒石棒晶束的方法存在解聚效果差和棒晶易斷裂等缺點，故尋求新的凹凸棒石棒晶束解離工藝具有重要意義。本論文引入高壓均質(zhì)技術(shù)，在保持棒晶固有長徑比的前提下，實現(xiàn)了棒晶束的有效解離;在均質(zhì)化過程中引入不同的無機鹽和有機表面活性劑，考察了均質(zhì)過程對棒晶間相互作用和懸浮液膠體性能的影響。另外，采用有機溶劑分散凹凸棒黏土以控制干燥過程棒晶間的二次團聚。主要研究結(jié)果如下:
1.考察了對輥次數(shù)、冷凍時間和均質(zhì)化壓力對凹凸棒石微觀結(jié)構(gòu)、化學組成、表面電荷和懸浮液膠體性能的影響。結(jié)果表明凹凸棒黏土對輥3次，冷凍8h和30MPa均質(zhì)處理后分散性好，棒晶基本不發(fā)生斷裂，懸浮液具有較好的膠體性能。增加對輥次數(shù)、冷凍時間和均質(zhì)化壓力并不改變凹凸棒石的結(jié)晶度。
2.在均質(zhì)工藝中引入無機電解質(zhì)和陰陽離子表面活性劑，考察了無機離子的種類、價態(tài)和濃度以及表面活性劑的烷基鏈長度和結(jié)構(gòu)對凹凸棒黏土表面電荷密度、微結(jié)構(gòu)和膠體性能的影響。研究表明適度的改變凹凸棒黏土表面電荷可增加棒晶間的纏繞程度，提高懸浮液的膠體性能。MgCl2和K2SO4改性的凹凸棒黏土具有較好的膠體性能。均質(zhì)過程有利于凹凸棒黏土的表面改性。
3.以甲醇、乙醇、異丙醇、二甲基甲酰胺、二甲亞砜和不同乙醇水體積比的混合溶劑分散凹凸棒黏土，考察了均質(zhì)化過程、溶劑特性參數(shù)對黏土微觀結(jié)構(gòu)和棒晶束分散的影響。30MPa均質(zhì)處理后，部分的甲醇、異丙醇、二甲基甲酰胺和二甲亞砜溶劑分子可置換凹凸棒黏土的沸石水或以分子間氫鍵相連的配位水。高壓均質(zhì)時棒晶束受到的作用力與溶劑的蒸汽壓、黏度和表面張力有關(guān)，二甲亞砜分散的凹凸棒黏土具有最好的懸浮性能。
4.用乙烯基三乙氧基硅烷化學改性凹凸棒黏土，優(yōu)化了制備條件。改性后的凹凸棒黏土表面由親水性變?yōu)槭杷?，在正己烷中具有良好的分散性?br />
    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒黏土 棒晶束解離 高壓均質(zhì) 微觀結(jié)構(gòu) 理化性能
    作者：
    徐繼香
    學位授予單位：
    中國科學院大學;中國科學院研究生院
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    物理化學
    導師姓名：
    王愛勤
    學位年度：
    2012
    語種：
    中文
    分類號：
    P579