作者简介

赵丽红女士

在读硕士研究生

;

主要研

究方向

造纸湿部化学。

　收稿日期

: 2004

g¶ 膨润土 g¶

膨润土的特点及其在造纸工业中的应用

赵丽红　刘温霞

(

山东轻工业学院制浆造纸省级重点学科

山东济南

, 250100)

摘　要

介绍了膨润土的特性、在造纸领域的多项用途及几种主要的改性加工方法

如酸活化、钠

化、有机化以及制备聚合物

膨润土复合体。

关键词

膨润土

;

造纸

;

改性

中图分类号

: TS727

　　　　文献标识码

: A

　　　　文章编号

: 0254

508X(2004) 10

0049

　　膨润土又叫斑脱岩或膨

土岩 , 是以蒙脱石 (Montmo

rillonite) 类矿物为主要组分
的粘土。膨润土是含有少量
碱和碱土金属的含水铝硅酸

盐矿物 , 是化学成分复杂的

一大族矿物 —

—

—蒙皂石族 , 亦称蒙脱石族。该族矿物

包括二八面体和三八面体两个亚族。膨润土所含的通

常是二八面体亚族中的矿物。

膨润土是火山岩和火山灰经蚀变和风化的产物。

颜色有白色、乳酪色、浅灰色、斑杂色等 ; 具油脂光
泽、蜡状光泽或土状光泽 , 贝壳状或锯齿状断口。膨
润土的结构类型很多 , 有泥质、粉砂、细砂等结构。
膨润土按所含的主要交换性阳离子种类分为钠质膨润

土 (碱性土) 、钙质膨润土 (碱性土) 和天然漂白土 (酸
性土) 3 种。

1 　膨润土的特性

11 　膨润土矿物学特征

(1) 晶体结构　膨润土属于单斜晶系 , 是 2∶

1 型

层状硅酸盐矿物。每一结构单位层由两层硅氧四面体

片和一层夹于其间的铝 (镁) 氧 (羟基) 八面体片构成。
每 1 个四面体顶端的氧都指向结构层的中央 , 与八面
体共用。这种结构单位层沿 a 轴和 b 轴方向无限地延
伸 , 沿 c 轴方向以一定间距重叠起来 , 构成晶体。

(2) 微观形态　膨润土单片层是纵横尺寸比很大

的薄片 , 直径约为 100～200 nm , 而厚度只有 1 nm。5
～10 层这样的薄片通过层间阳离子结合在一起 , 构
成基本颗粒 (横向尺寸约是 8～10 nm) 。由基本颗粒
又构成了更大的不规则的集团 (直径为 0

11～10μm) ,

这使膨润土具有湍层结构。

(3) 膨润土特性结构 —

—

—晶格置换　晶格内的异

价类质同象置换是膨润土最基本、最重要的构造特
性。膨润土的硅氧四面体中的 Si

4 +

可被 Al

3 +

代替 ;

铝氧八面体中的 Al

3 +

可被 Mg

2 +

或 Fe

2 +

代替。这种异

价离子代替产生了层间负电荷 , 导致正电荷亏损。亏
损的正电荷主要靠结构单位层间充填部分的其他阳离
子来中和 , 多为 Na

或 Ca

2 +

。

12 　膨润土的基本特性

(1) 电负性　与胶体质点的性质相似 , 膨润土的

颗粒表面也是带电的 , 其带电原因有 : ①晶格置换连
同内部的补偿置换形成晶格静电荷。这种负电荷的密
度不受所在介质的 pH 值影响 , 被称为永久负电荷 ,
是膨润土电负性的主要方面。 ②膨润土的化学键在水
介质中会发生断裂 , 造成的端面破键及膨润土八面体
片中的 Al

3 +

和 OH

(或 Al

) 的离出而产生的端面电

荷。

(2) 阳离子交换性能　膨润土的负电荷主要由铝

氧八面体中一部分 A1

3 +

被 Mg

2 +

所取代而产生的 , 只

有少量负电荷是由硅氧四面体中 Si

4 +

被 A1

3 +

所取代

产生的 , 这类负电荷大部分分布在铝硅酸盐的片层面
上 , 由于铝氧八面体层内晶格置换所产生的负电荷与
颗粒片层面上吸附的阳离子之间的距离较远 , 因而对
它们的束缚力比较弱 , 使这些阳离子可以被交换。这
就是膨润土矿物具有阳离子交换性质的原因所在。

13 　膨润土的工艺特性

(1) 亲水性与润胀性　膨润土 c 轴方向的晶层间

的氧层与氧层以范德华力结合 , 键能很弱 , 可形成良
好的解离面 , 层间易侵入水分子或其他极性分子 , 引
起 c 轴方向的膨胀 ; 同时晶胞带有许多金属阳离子和

・

综　　述

《中国造纸》

2004

年第

卷第

期