蒙脫土

蒙脫土（英文名稱montmorillonite）又名膠嶺石、微晶高嶺石，一種矽酸鹽的天然礦物，為膨潤土礦的主要礦物組分。含Al2O316.54%；MgO4.65%；SiO250.95%。結構式為（Al，Mg）2〔SiO10〕(OH)2·n H2O。單斜晶系，多位微晶，集合體呈土狀、球粒等狀。白色微帶淺灰色，含雜質時呈淺黃、淺綠、淺藍色，土狀光澤或無光澤，有滑感。加水後其體積可膨脹數倍，並變成糊狀物。受熱脫水後體積收縮。具有很強的吸附能力和陽離子交換性能，主要產於火山凝灰岩的風化殼中。蒙脫土（包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙脫土）經剝片分散、提純改型、超細分級、特殊有機複合，平均晶片厚度小於25nm，可做漂白劑、吸附劑填充劑，被稱為“萬能材料”。

基本信息

• 中文名稱：蒙脫土
• 外文名：montmorillonite
• 別稱：膠嶺石、微晶高嶺石
• 化學式：（Al，Mg）2〔SiO10〕(OH)2·n H2O
• CAS登錄號：1318-93-0
• EINECS登錄號：215-288-5
• 水溶性：不溶於水
• 密度：2-3
• 外觀：微黃色粉末

組成成分

蒙脫土

蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負電的矽酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積在一起構成的土狀礦物，其晶體結構中的晶胞是由兩層矽氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構成。具有獨特的一維層狀納米結構和陽離子交換性特性，從而賦予蒙脫土諸多改性的可能和套用領域的擴大。經改性的蒙脫土具有很強的吸附能力，良好的分散性能，可以廣泛套用高分子材料行業作為納米聚合物高分子材料的添加劑，提高抗衝擊、抗疲勞、尺寸穩定性及氣體阻隔性能等，從而起到增強聚合物綜合物理性能的作用，同時改善物料加工性能。在聚合物中的套用可以在聚合物時添加，也可以在熔融時共混添加（通常採用螺桿共混）。

特殊性能

無機改性

蒙脫土經過改性可使其性能更優越，改性後的蒙脫土具有較大的層間距，較好的熱穩定性和可調變的酸性，可作為新型的催化材料和吸附材料。目前所採用的蒙脫土的無機改性劑主要有酸和無機鹽兩類，另外還有蒙脫土的鈉化改性等。
（1）酸改性：簡單酸改性主要是用硫酸、鹽酸、磷酸或它們的混合酸洗滌或將加有酸的蒙脫土懸浮液加熱一定時間。最佳酸化條件隨蒙脫土產地不同而異，即與其化學組成、水合程度及陽離子交換性質有關。也可以採用以AlCl3、FeCl3、ZnCl2等為代表的金屬鹵化物Lewis酸。用酸處理時，蒙脫土層間的K、Na、Ca、Mg等陽離子轉變為酸的可溶性鹽類而溶出，從而削弱了原來層間的結合力，使層間晶格裂開，層間距擴大，因而改性後的比表面積和吸附能力顯著增加。
通過酸化改性的蒙脫土的比表面積增大，孔徑也增大，而且具有更強的吸附性和化學活性，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。處理後的蒙脫土可廣泛的套用於油品脫色、制無碳複寫紙、催化劑載體及污水處理等方面。
（2）鈉化改性
天然蒙脫土按其層間可交換陽離子的種類分為氫基、鈣基、鈉基、鋰基等蒙脫土，以鈣基蒙脫土為主，但其性能較差，產品附加價值低。鈉基蒙脫土比鈣基蒙脫土有更好的膨脹性、陽離子交換性，水介質中的分散性、粘性、潤滑性、熱穩定性及較高熱濕壓強度和抗壓強度。可用NaCl乙醇溶液、碳酸鈉、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉作為改性劑交換鈣基蒙脫土為鈉基蒙脫土。
（3）無機鹽改性
無機鹽改性是通過加入一種或多種無機金屬水合陽離子與蒙脫土層間可交換的陽離子進行交換，這些離子充當了平衡矽氧四面體上負電荷的作用，同時由於在層間溶劑的作用下，可以使蒙脫土剝離分散成更薄的單晶片。用於蒙脫土改性的鹽主要有鋁鹽、鎂鹽、鋅鹽、銅鹽等。

有機改性

蒙脫土由於層間的大量無機離子而表現出來的疏油性，不利於其在聚合物基體中的分散，因此要對其進行有機改性，其目的旨在改變蒙脫土表面的高極性，使蒙脫土層間由親水性轉變為親油性，降低其表面能，同時使蒙脫土的層間距增大，使聚合物的鏈或單體能進入層間，從而製造出納米複合材料。蒙脫土常用的有機改性劑有陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚合物單體和偶聯劑等。例如採用陽離子表面活性劑改性常用十六或十八烷基三甲基等季銨鹽處理蒙脫土，發生陽離子交換反應。使有機集團覆蓋蒙脫土表面或揷入其層間，使其表面能發生變化，增大了層間距，使其由原來的親水性轉變為親油性。

套用領域

蒙脫土的套用領域非常廣泛，特別是通過無機和有機改性使其富有了許多獨特的性能，套用領域更進一步擴大，被譽為“萬能材料”，廣泛用於有毒物的吸附劑、催化劑、塗層劑，尤其是聚合物-層狀納米複合材料，使聚合物力學性能、阻燃性能、熱穩定性能的提高，套用前景廣闊。