蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負(fù)電的硅酸鹽片層,依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的土狀礦物,其晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成。具有特的一維層狀納米結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子交換性特性,從而賦予蒙脫土諸多改性的可能和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。
簡(jiǎn)單酸改性主要是用硫酸、鹽酸、磷酸或它們的混合酸洗滌或?qū)⒓佑兴岬拿擅撏翍腋∫杭訜嵋欢〞r(shí)間。通過(guò)酸化改性的蒙脫土的比表面積增大,孔徑也增大,而且具有更強(qiáng)的吸附性和化學(xué)活性,具有很高的吸附和催化性能,是一種非常好的中孔載體材料。處理后的蒙脫土可廣泛應(yīng)用于油品脫色、制無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙、催化劑載體及污水處理等方面。
蒙脫土由于層間的大量無(wú)機(jī)離子而表現(xiàn)出來(lái)的疏油性,不利于其在聚合物基體中的分散,因此要對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性。蒙脫土常用的有機(jī)改性劑有陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚合物單體和偶聯(lián)劑等。例如采用陽(yáng)離子表面活性劑改性常用十六或十八烷基基等季銨鹽處理蒙脫土,發(fā)生陽(yáng)離子交換反應(yīng)。使有機(jī)基團(tuán)覆蓋蒙脫土表面或揷入其層間,使其表面能發(fā)生變化,增大了層間距,使其由原來(lái)的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性。
納米蒙脫土(MMT)是一種由納米厚度的表面帶負(fù)電硅酸鹽片層,依靠層間靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的黏土。納米蒙脫土具有生產(chǎn)成本低、吸附性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),屬于新型納米材料。納米蒙脫土與聚合物相復(fù)合,能夠制備出橡膠制品、纖維、涂料及塑料制品,在眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
近年來(lái),有關(guān)聚氨酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的研究受到了人們廣泛的重視,這是由于納米蒙脫土具有較高的比表面積,同傳統(tǒng)材料相比較,蒙脫土納米復(fù)合材料可以賦予聚氨酯復(fù)合材料許多性能,如改善其化學(xué)性能。氣密性、防腐性、耐候性、耐化學(xué)性等,通過(guò)加入少量(1%-7%)的納米蒙脫土,可以使聚氨酯的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等性能同時(shí)得到提高。
制備涂料:在常溫條件下,向攪拌釜內(nèi)投入含羥基醇酸樹(shù)脂,其投入量以能均勻分散所加入的有機(jī)活化蒙脫土和顏料所需的量為準(zhǔn),然后再加入改性樹(shù)脂、有機(jī)活化蒙脫土和顏料,混合均勻,研磨分散至細(xì)度小于20μm,加入剩余的含羥基醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、光穩(wěn)定劑、流平劑和消泡劑,調(diào)和均勻,過(guò)濾、調(diào)節(jié)黏度,得到本涂料。
再加入相當(dāng)于總量40mg/kg的甲基硅油作為涂料調(diào)整劑,加溶劑調(diào)節(jié)黏度,得到汽車(chē)面漆用的涂料。
蒙脫土(MMT)是一種儲(chǔ)量且廉價(jià)的天然礦物資源,具有特的片層結(jié)構(gòu),是增強(qiáng)聚合物材料性能的一種高性價(jià)比填料。當(dāng)MMT在聚合物基體中實(shí)現(xiàn)良好分散時(shí),能夠明顯提高聚合物材料的力學(xué)性能、氣密性能、熱穩(wěn)定性能和阻燃性能等。但因其表面的親水性,導(dǎo)致與聚合物相容性差,難以實(shí)現(xiàn)良好分散,因此,對(duì)其進(jìn)行有機(jī)化改性。
蒙脫土系蒙皂石粘土(包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙粘土)經(jīng)剝片分散、提純改型、超細(xì)分級(jí)、特殊有機(jī)復(fù)合而成,平均晶片厚度小于25nm,是有商業(yè)用途的無(wú)機(jī)高分子類增稠劑。
在制備聚合物、粘土納米復(fù)合材料時(shí)先對(duì)其進(jìn)行有機(jī)化改性,可以解決由蒙脫土晶胞層間可交換性陽(yáng)離子構(gòu)成的親水的微環(huán)境不利于親油性的聚合物或單體插入,與聚合物的相容性不好的問(wèn)題。利用長(zhǎng)鏈季鹽改性劑對(duì)蒙脫土進(jìn)行離子交換處理,可制得有機(jī)蒙脫土。