
有機(jī)膨潤(rùn)土的凝膠性能主要包含在有機(jī)溶劑中的分散性、凝膠強(qiáng)度、觸變性和熱穩(wěn)定性。分散性決定了它在溶劑中能否均勻分布;凝膠強(qiáng)度關(guān)乎形成的凝膠結(jié)構(gòu)牢固程度;觸變性體現(xiàn)其受外力作用時(shí)粘度變化特性;熱穩(wěn)定性則表明在不同溫度環(huán)境下維持性能穩(wěn)定的能力。這些性能對(duì)于有機(jī)膨潤(rùn)土在涂料、油墨、化妝品等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用十分關(guān)鍵。
分散過程原理
和水基凝膠類似,當(dāng)有機(jī)膨潤(rùn)土被大量有機(jī)溶劑濕潤(rùn)后,低分子量極性分散劑會(huì)滲入層間。它沿著硅氧四面體層面嵌入層間的有機(jī)陽(yáng)離子空間,同時(shí)將有機(jī)陽(yáng)離子長(zhǎng)鏈抬高,使得層間距增大,進(jìn)而形成內(nèi)膨脹,單位晶胞體積增大。在溶劑的溶劑化作用下,層狀集合體分離成更小的薄片,這個(gè)就是分散過程。分散得越充分,有機(jī)膨潤(rùn)土在后續(xù)應(yīng)用中發(fā)揮的效果就越好,比如在涂料中可使顏料分散更均勻,避免團(tuán)聚沉降。
凝膠形成機(jī)制
分散后的有機(jī)膨潤(rùn)土(蒙托石)薄片,端面帶有一定量的正電荷;層面的部分有機(jī)陽(yáng)離子在少量水分子和極性分散劑的協(xié)助下,有小部分會(huì)轉(zhuǎn)移到溶劑之中,從而使層面帶有一定量的負(fù)電荷。因?yàn)槿軇┗挠袡C(jī)膨潤(rùn)土(有機(jī)蒙托石)單位晶胞的層面和端面電性存在差異,所以會(huì)形成無數(shù)個(gè)單位晶胞的端面與層面之間的締合(由于斷鍵的恢復(fù),端面與端面之間也會(huì)發(fā)生締合),最終形成具有一定粘度的假塑性體,也就是我們所說的有機(jī)膨潤(rùn)土凝膠。這種凝膠結(jié)構(gòu)賦予產(chǎn)品獨(dú)特的流變性能,如在化妝品中可調(diào)節(jié)膏體的涂抹性和穩(wěn)定性。
影響凝膠性能因素
有機(jī)膨潤(rùn)土的凝膠性能,除了與生產(chǎn)時(shí)所使用的膨潤(rùn)土、表面活性劑的結(jié)構(gòu)相關(guān)外,在實(shí)際使用過程中,主要與溶劑體系有關(guān)。不同類型的膨潤(rùn)土本身特性有差異,比如蒙脫石含量高的膨潤(rùn)土制成的有機(jī)膨潤(rùn)土凝膠性能往往更優(yōu);表面活性劑的結(jié)構(gòu)影響其與膨潤(rùn)土的結(jié)合及在溶劑中的分散效果。溶劑體系方面,溶劑的極性、溶解度參數(shù)等會(huì)影響有機(jī)膨潤(rùn)土的分散和締合,例如極性溶劑與非極性溶劑中,有機(jī)膨潤(rùn)土凝膠性能表現(xiàn)不同 ,選擇合適溶劑體系能最大化發(fā)揮其凝膠性能。







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