蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层,依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物,其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性,从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。
纳米蒙脱土(MMT)是一种由纳米厚度的表面带负电硅酸盐片层,依靠层间静电作用而堆积在一起构成的黏土。纳米蒙脱土具有生产成本低、吸附性强、热稳定性好等优势,属于新型纳米材料。纳米蒙脱土与聚合物相复合,能够制备出橡胶制品、纤维、涂料及塑料制品,在众多领域获得广泛应用。
合成橡胶为纳米蒙脱土大需求端。纳米蒙脱土具有耐腐蚀、抗冲击、耐磨损等优势,能有效改善合成橡胶的气密度,提高其强度及伸张率。近年来,我国合成橡胶行业景气度不断提升,产量呈持续增长态势。据国家统计局数据显示,2021年我国合成橡胶产量达811.7万吨,同比增长9.7%。在此背景下,纳米蒙脱土作为合成橡胶原材料,行业规模不断扩大。
由于蒙脱土纳米粒子可明显提高树脂的强度、硬度,由此漆膜的力学性能得到显著提高;同时纳米粒子又在树脂中起到物理交联作用,也明显提高了漆膜的耐擦伤性能。汽车面漆中的各种颜料、填料、树脂和溶剂等有良好的相容性,增加了各种粒子混合均匀的机会,加之纳米粒子具有特的光协同效应,使得漆膜的表面平整性、光亮度有明显改善。
蒙脱土(montmorillonite)和粘土(clay)基本上是同一种物质,但前者是学名,指纯净的蒙脱土(一种1:2型硅铝酸盐),而后者(粘土)是俗名,是市场上销售的不太纯净的蒙脱土(混有一定数量的其他中种类的黏土)。就像氯化钠是指纯的化合物,而食盐也可认为是氯化钠,但不纯净,除氯化钠外,还含有一定数量的K、Ca、Mg、Al等化合物。
改性后的蒙脱土具有亲油性来源于层间长链季铰盐在有机溶剂中的溶剂化作用,有机蒙脱土可以在甲苯等非极性溶剂中凝胶化;改性后的蒙脱土也可用于苯系污染物,重金属离子和有机农药的处理;有机蒙脱土也被广泛地用作于聚合物中的纳米填充材料,所得到得纳米复合材料具有比重轻,耐热性好,耐老化性、阻隔性、阻燃性优良等特点,并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性:季盐修饰的蒙脱土还可以用作抗菌材料。