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。
蒙脱土经过改性可使其性能更,改性后的蒙脱土具有较大的层间距,较好的热稳定性和可调变的酸性,可作为新型的催化材料和吸附材料。目前所采用的蒙脱土的无机改性剂主要有酸和无机盐两类,另外还有蒙脱土的钠化改性等。
天然蒙脱土按其层间可交换阳离子的种类分为氢基、钙基、钠基、锂基等蒙脱土,以钙基蒙脱土为主,但其性能较差,产品附加价值低。钠基蒙脱土比钙基蒙脱土有更好的膨胀性、阳离子交换性,水介质中的分散性、粘性、润滑性、热稳定性及较高热湿压强度和抗压强度。可用NaCl乙醇溶液、碳酸钠、焦磷酸钠、多聚磷酸钠作为改性剂交换钙基蒙脱土为钠基蒙脱土。
纳米蒙脱土活性剂,其作用机理是通过离子交换反应,增加季铵盐表面活性剂在蒙脱土片层间的载负量和纳米材料对表面活性剂的协同稳定作用。由于蒙脱土硅酸盐片层之间吸附有金属阳离子,季铵盐表面活性剂中的阳离子基团与这些金属阳离子进行离子交换,从而形成纳米蒙脱土活性剂。
涂料所用的技术是将有机活化剂分子插层到层状硅酸盐(蒙脱土)中,再将该蒙脱土与其他原料和树脂混合,这将确保蒙脱土颗粒以纳米尺度均匀分散在涂料中,增强了无机物与树脂间的相互作用,从而使漆膜的性能得到改善。将纳米蒙脱土粒子作为改性剂,使得粒子间的自聚作用降低,并以纳米颗粒的形式均匀地分散在涂料中。
蒙脱土(MMT)是一种储量且廉价的天然矿物资源,具有特的片层结构,是增强聚合物材料性能的一种高性价比填料。当MMT在聚合物基体中实现良好分散时,能够明显提高聚合物材料的力学性能、气密性能、热稳定性能和阻燃性能等。但因其表面的亲水性,导致与聚合物相容性差,难以实现良好分散,因此,对其进行有机化改性。