土干料中加入溶解的钠盐 , 借助外加的高能量机械力
的挤压将 Na

强制引入膨润土层间。这种方法较难使

膨润土充分钠化 , 一般适用于性能要求不高的造浆土
等。另一种方法为湿法 , 即悬浮液法 , 在水介质中添
加钠盐并不断搅拌 , 使膨润土充分分散、膨胀而实现
钠化。该法易得到高质量的钠基膨润土。

影响膨润土钠化改型的主要因素有矿浆浓度、搅

拌速度、碱添加量、pH 值、温度、反应时间等。

未经搅拌挤压的膨润土在溶液中常呈“团聚体”

状

态 , 钠化过程中 , Na

主要与“团聚体”或大的晶体表

面发生离子交换。而且表面钠化后 , 容易形成一个较
强的水化膜 , 从而阻止内部膨润土进一步钠化。而在
较大剪切力的作用下 , 晶层之间、“团聚体”颗粒之间
产生相对运动而分离 , 能够增加与 Na

接触的面积 ,

提高钠化程度。

矿浆浓度是影响搅拌效果的重要因素。矿浆浓度

大 , 搅拌困难 , 钠化不充分 ; 矿浆浓度过小 , 则搅拌
只能起到混匀溶液的作用 , 钠化效果不佳。所以 , 要
使其钠化完全 , 要选择适当的搅拌浓度。

膨润土对阳离子的吸附作用 , 来自其晶格中永久

负电荷和端缘断裂键产生的电负性。后者与体系 pH
值关系密切 , pH 值 < 7 时端面正电荷增加 , 对阳离
子吸附能力减弱。而且 , 当溶液中的 H

浓度达到一

定值后 , H

也参与层间阳离子的交换。H

与 Na

产

生竞争 , 同时将土中钙盐溶解。pH 值 > 7 时端面负
电荷增加 , 但 pH 值过大会导致部分硅酸盐溶解 , 破
坏了膨润土的结构。因此 , 介质的酸碱度以微弱碱性
为好。

加碱量一般在 3 %～5 % , 常温下钠化时间较长。

升高温度 , 可加快离子运动速度 , 使反应加快 , 但温
度不宜过高。一般控制在 60～100 ℃为宜。

钠基比钙基的物化性质及工艺技术性能要优越 ,

主要表现在具有较高的分散性、膨胀性和热稳定性 ,
较好的胶体性以及较大的有效表面积 , 其胶体悬浮液
触变性、粘度、润滑性好等。因此 , 钠基膨润土比钙
基膨润土更适于应用在工艺要求较高的领域中。

12 　酸活化

酸活化膨润土是指经过酸处理 (一般为硫酸 , 如

原矿含方解石则用盐酸) 后 , 具有较强的化学活性、
吸附性和催化性的膨润土。

酸活化膨润土的方法现已开发了湿法和干法两种

工艺。所谓湿法 , 即酸液与膨润土混合活化后 , 经水
洗干燥粉碎 , 制成酸化活性膨润土 ; 而干法则是用酸
液与膨润土混合活化 , 不经水洗 , 直接干燥粉碎。

酸化过程中 , 酸溶去土中的碳酸盐杂质 , 同时

与膨润土层间交换性阳离子进行交换 , 并在不改

变其层状结构的情况下 , 溶出晶格中部分 Fe

2 +

、

3 +

、Mg

2 +

和 Al

3 +

, 由半径更小的 H

取代它们原来

的位置 , 造成膨润土晶格松懈 , 晶体两端孔道增大 ,
比表面积成倍增加 , 单位晶胞的负电性更强。其结果
是酸处理后的膨润土吸附性和化学性显著提高。

13 　有机改性

天然膨润土无论是钙基膨润土还是钠基膨润土 ,

均属于无机膨润土 , 无机膨润土属亲水疏油性 , 因而
即使是钠基膨润土 , 在一些领域中的应用亦受到限
制。为扩大其在有机相中的应用 , 需将有机物引入其
层间使之改性 , 将亲水性的无机膨润土变为亲油性的
有机膨润土。

合成有机膨润土的基本原理是 , 基于阳离子与膨

润土层中可交换阳离子发生离子交换的反应 , 使有机
基团覆盖于膨润土矿物表面 , 使它的表面性能发生变
化 , 制成能够在有机体系中膨胀和分散的疏水性有机
改性膨润土。通过离子交换反应 , 有机阳离子可以取
代膨润土层间的交换性无机阳离子 , 一些极性有机分
子也可以直接进入膨润土层间代替其原有的吸附水形
成有机膨润土。

有机膨润土合成的 3 种方法 :

(1) 湿法　湿法分散膨润土、提纯、改型、用长

碳链有机阳离子取代膨润土层间金属离子 , 形成疏水
有机膨润土 ; 再经脱水、干燥、研磨成粉状产品。有
机反应按可交换性阳离子量与有机阳离子等当量反应
原则进行。湿法工艺对原料的适应性宽 , 产品性能
好。

(2) 预凝胶法　类似湿法 , 将膨润土分散、提

纯、改型 , 在有机覆盖过程中 , 加入疏水有机溶剂

(如矿物油) , 把疏水的有机膨润土萃取进入有机相 ,

分离除去水相 , 再蒸发除去残留的水分 , 直接制成有
机膨润土预凝胶。

(3) 干法　干法是将含水的精选钠基膨润土与有

机季铵盐直接混合 , 用专门的加热混合器混合均匀 ,
再加以挤压 , 制成含一定量水分的有机膨润土。也可
以进一步干燥、研磨成粉状产品 ; 或将含一定水分的
有机膨润土直接分散于有机溶剂中 (如柴油) , 制成凝
胶或乳胶体产品。干法工艺要求原矿有较高的纯度 ,
产品质量相对湿法产品要低些 , 且易产生不稳定性 ,
因此一般应用于质量要求相对低些的行业。

影响有机膨润土制备的主要因素有原土的质量、

制备方法、改性剂种类和用量、钠基土泥浆的 pH

・

综　　述

《中国造纸》

2004

年第

卷第

期