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凹凸棒黏土是一种以凹凸棒石为主要成分的非金属矿物，可用作增稠剂、吸附剂和复合材料的添加剂等。天然凹凸棒石的棒晶以“柴垛”状聚集体形式存在，因而没有凸显凹凸棒黏土自身的纳米特性。目前解离凹凸棒石棒晶束的方法存在解聚效果差和棒晶易断裂等缺点，故寻求新的凹凸棒石棒晶束解离工艺具有重要意义。本论文引入高压均质技术，在保持棒晶固有长径比的前提下，实现了棒晶束的有效解离;在均质化过程中引入不同的无机盐和有机表面活性剂，考察了均质过程对棒晶间相互作用和悬浮液胶体性能的影响。另外，采用有机溶剂分散凹凸棒黏土以控制干燥过程棒晶间的二次团聚。主要研究结果如下:
1.考察了对辊次数、冷冻时间和均质化压力对凹凸棒石微观结构、化学组成、表面电荷和悬浮液胶体性能的影响。结果表明凹凸棒黏土对辊3次，冷冻8h和30MPa均质处理后分散性好，棒晶基本不发生断裂，悬浮液具有较好的胶体性能。增加对辊次数、冷冻时间和均质化压力并不改变凹凸棒石的结晶度。
2.在均质工艺中引入无机电解质和阴阳离子表面活性剂，考察了无机离子的种类、价态和浓度以及表面活性剂的烷基链长度和结构对凹凸棒黏土表面电荷密度、微结构和胶体性能的影响。研究表明适度的改变凹凸棒黏土表面电荷可增加棒晶间的缠绕程度，提高悬浮液的胶体性能。MgCl2和K2SO4改性的凹凸棒黏土具有较☆好的胶体性能。均质过程有利于凹凸棒黏土的表面改性。
3.以甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和不同乙醇水体积比的混合溶剂分散凹凸〗棒黏土，考察了均质化过程、溶剂特性参数对黏土微观结构和棒晶束分散的影响。30MPa均质处理后，部分的甲醇、异丙醇、二甲基甲酰胺和二甲亚砜溶剂分子可置换凹凸棒黏土的沸石水或以分子间氢键相连的配位水。高压均质时棒晶束受到的作用力与溶剂的蒸汽压、黏度和表面张力有关，二甲亚砜分散的凹凸棒黏土具有最好的悬浮性能。
4.用乙烯基三乙氧基硅烷化学改性凹凸棒黏土，优化了制备条件。改性后的凹凸棒黏土表面由亲水性变为疏水性，在正己烷中具有良好的分散性。

    关键词：
    凹凸棒黏土 棒晶束解离 高压均质 微观结构 理化性能
    作者：
    徐继香
    学位授予单位：
    中国科学院大学;中国科学院研究生∮院
    授予学位：
    博士
    学科专业：
    物理化学
    导师姓名：
    王爱勤
    学位年度：
    2012
    语种：
    中文
    分类号：
    P579