无机盐改性是通过加入一种或多种无机金属水合阳离子与蒙脱土层间可交换的阳离子进行交换,这些离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用,同时由于在层间溶剂的作用下,可以使蒙脱土剥离分散成更薄的单晶片。用于蒙脱土改性的盐主要有铝盐、镁盐、锌盐、铜盐等。
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。
近年来,有关聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的研究受到了人们广泛的重视,这是由于纳米蒙脱土具有较高的比表面积,同传统材料相比较,蒙脱土纳米复合材料可以赋予聚氨酯复合材料许多性能,如改善其化学性能。气密性、防腐性、耐候性、耐化学性等,通过加入少量(1%-7%)的纳米蒙脱土,可以使聚氨酯的强度和伸长率等性能同时得到提高。
制备有机活化蒙脱土:将膨润土经提纯制得蒙脱土,再进行有机活化,方法是将1~50份的膨润土加入到100~1 000份的分散剂中,在50~80℃下高速搅拌形成悬浮体系,除去沉淀物,将 0~20份质子化剂加入到悬浮液中,搅拌均匀,形成悬浮液A备用。将0.1~20.0份有机活化剂溶于20~300份分散剂中,形成溶液B。将溶液B滴加到70~90℃的悬浮液A中,边滴加边搅拌,滴加时间应控制在0.5~3.0 h内,制得插层蒙脱土悬浮液。经洗涤、干燥和粉碎等程序制成50~150 μm的有机活化蒙脱土。
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。