凹凸棒粘土性能及应用研究.pdf

第5期
严保抑与?用
2014年10月
CONSERVATION AND UTILIZATION OF MINERAL RESOURCES
Oct.2014
开利用
凹凸棒粘土性能及应用研究
苏兰2,沈培友,曹建常“,李登好',程晓春12
(1.淮阴工学院,江苏淮安223003:2.江苏省凹土资源利用重点实验室,江苏淮安223003;3.江苏玖川纳
米材料科技有限公司,江苏盱眙211700;4.淮安嘉诚高新化工股份有限公司,江苏涟水23400
摘要:凹凸棒石是一种层链状水合镁铝硅酸盐矿物,其独特的棒状纤维结构,使得它具有优异的流变、吸附、
耐热、阻燃、増韧、补强等性能。在介绍凹凸棒石性能的基础上,综述了凹凸棒石粘土在众多行业中的应用,
以期为凹凸棒石粘土的高附加值应用提供参考。
关键词:四凸棒粘士;性能;应用
中图分类号:T973+.1文献标识码:A文章编号:1001-0076(2014)05-0043-03
DOl:10.1379/j.cnki.issn1001-0076.2014.05.011
Research on Properties and Applications of Af apulgite
SU Lan, SHEN Pei -you, Caojian-changii Deng-ha, CHENG Xiao-chun
1. Huaiyin Institute of Technology, Huaian 223003, China; 2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Pa
gorskite Science and Applied Technology, Huaian 223003, China; 3 Jiangsu Jiuchuan Nano-material
Technology Co. Ltd, Xuyi 21 1700, China; 4. Huaian Jiacheng Chemical High-technology Co Ltd
Lianshui 223400, China)
Abstract: Attapulgite is a kind of hydrous magnesium silicate mineral of layered chain structure
Due to its unique fibrous crystal construction, attapulgite shows many excellent properties, such as
intensive adsorption, flame resistance, effective toughener and strengthening agents, et al. In or-
der to provide some references for the high value-added applications of attapulgite, the crystal
structure and performance of attapulgite were introduced. Applications and developments of at
tapulgite in various industry fields were reviewed
Key words: attapulgite; performance; application
燃、增韧、补强等特性,使其在材料科学、物理化学、
1概述
土壤科学、医学等诸多领域得到重视,具有广泛的应
凸棒粘土(简称凹土)是一种以凹凸棒石为
用及巨大的澘在应用价值。江苏省盱眙县作为我国
主要组分的、具有特殊纤维状晶体结构形态的含水
富镁铝硅酸盐矿物。由于它具有特殊的矿物组最大的凹土矿资源地和生产地,集中了国内数量众
成和品体结构,赋予其优异的流变、吸附、耐热、阻多、规模较大的生产加工企业。
*收稿日期:2014-08-06;修回日期:20]4-09-17
基金项目:淮安市产学研合作计划项目(编号:HC201216)
作者简介:苏兰(1988-),女,河北石家庄人,在读硕土研究生,研究方向为高分子材料改性。
通讯作者:程晓春(1962-),男,江苏淮安人,教授,高级工程师,主要从事高分子复合材料制备及应用研究, Fmail
chengxcl26@126.com,
矿产保护与利用
2014年
2凹土特性及其应用
2.3耐热阻燃性及其应用
凹土的耐热性主要在于其具有较低热传导系数
2.1流变性及其应用
的多孔和中空结构。而凹凸棒石晶体含有多重水
凹土在低浓度下可形成高粘度的悬浮液,表观(吸附水、沸石水、结合水、结构水),在100~920℃
粘度随剪切速率的增加而下降,具有剪切稀释性,是温度范围内依次脱去吸附水、沸石水、结合水和结构
非牛顿流体。由于四土所含棒状晶体的直径为水,脱去的水又可起到降温和阻燃作用。
纳米尺度,以棒晶或晶束的形态以一定的相互作用
管洁等?利用凹土与聚磷酸铵(AP)复配为阻
力(吸附力)在水中缠结,当凹土浓度适当时,棒晶燃剂,协同阻燃乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。
构成“柴垛”式网状结构,就此拥有良好的流变性。改性后的 EVA/AT/APP复合材料综合性能优良、氧
赵英聚“采用植酸为改性剂,通过水热反应合指数高、阻燃效果好。由于凹土本身不挥发、烟雾
成植酸改性纳米四土粒子,并讨论制备条件对纳米小、无毒性,该复合阻燃材料兼有阻燃、抑烟和吸附
凹土微观形态的影响,发现植酸/四土比例、反应时有毒气体的功能,是一种绿色环保阻燃材料。
间和pH值是影响植酸/凹土纳米复合粒子形态的
顾飞等·研究了凹土在膨胀阻燃聚内烯(FR
重要因素。该纳米复合粒子与水性环氧树脂组成的P)复合材料中的协同作用,该膨胀型阻燃剂(IFR)
复合乳液,具有分散性、相容性好、大幅提高环氧涂由聚磷酸铵和季戊四醇复配而成。探讨了凹上含量
层的长效耐腐蚀性能等优点。
对复合材料的极限氧指数(LOI)、锥形量热参数、热
2.2吸附性及其应用
稳定性能以及力学性能的影响。结果表明,当用少
凹士的吸附性在于其特殊的离子状态及表而物量凹土代替IFR时,可以提高复合材料的LOL,显著
理化学结构,吸附能力的高低与其比表面积大小、孔降低复合材料的热释放速率峰值和烟生成速率,材
道结构发达程度成正比,而吸附选择性与晶体结构、料的拉伸性能亦有所提高
孔道尺寸、吸附质尺寸等因素密切相关?。凹土的2.4増韧补强性及其应用
吸附性包括两种类型:物理吸附和化学吸附,前者受
凹土矿物具有独特的一维纳米棒晶结构、极大
凹土的组成、矿物晶体结构、比表面积、孔道尺寸的的长径比,是制备聚合物基功能复合材料的理想矿
影响,后者与四土含矿物表面的氢键、Si-OH棊团、物资源。当以理想的单根棒状纤维分散时,其特有
离子类质同晶置换、失去配位水形成的电性吸附中的纳米尺度效应、大的比表面积以及强的界面相互
心等有关。
作用,可使得聚合物/棒状硅酸盐纳米复合材料的物
李金虎等°以非均相沉淀法制备了以凹土载理力学性能优于相同组分宏观或微观复合材料,在
体、负载锰氧化物的催化剂(Mn/AT),并用于低温回土含量很少时起到极强的増韧及补强作用"
选择性催化还原法(SCR)脱硝反应。结果表明
Chen等2利用甲苯二异氰酸酯(TDI)原位聚