谈几句蒙脱石有机改性

蒙脱石有机改性概述

蒙脱石由于层面的负电性，层间阳离子很容易被其他无机或有机阳离子置换。其中，可用做阳离子交换的有机物种类很多，但由于各自在结构和性能上的不同，不同有机插层交换剂处理后的蒙脱石其分散性、凝胶性、吸附性和纳米效应有许多差异;并且蒙脱石插层改性产品其插层剂、插层工艺、应用方向等研究内容多涉及不同学科的交叉领域。

当前的有机蒙脱石大多是由长烷基链的季铵盐为有机改性剂，通过离子交换能力进行置换改性得到。通常的过程为：天然蒙脱石、制浆、提纯、钠化改性、有机试剂改性、洗涤、烘干、粉碎、包装。

有机改性剂的选择是蒙脱石有机化过程的重要因素。那么有机改性剂的种类有哪些呢？
   最常见的为有机季铵盐类型：其代表性为十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵等，通过离子交换插层到蒙脱石层间，扩大了层间距离，长链覆盖其片层，使得表层由亲水性变为亲油性。碳链长度不同改性得到的有级蒙脱石会有较大的差异。
    其他还有诸如：硝酰基季铵盐、含双键的可聚合性季铵盐、烷基氨基酸、聚合物单体、偶联剂、茂金属等。
    除了有机试剂，蒙脱石本身的性质也具有较大的影响。不同的蒙脱石其本身结构，化学组成也不尽相同，根据它本身的层间电荷数、阳离子交换量的不同，其结合有机溶剂的能力也不同，那怕改性工艺一致，不同蒙脱石改性过后的产品性能可能也会有较大的差异。

有机改性工艺主要有：干法、湿法、预凝胶法等几种。
    干法改性：将纯度高的钠基蒙脱石与有机季铵盐直接混合，研磨，或将有机季铵盐溶于小剂量的乙醇溶剂，再进行混合挤压等操作，使有机试剂进入蒙脱石层间，达到改性的目的。
    湿法改性：将蒙脱石湿法分散，提纯，钠化后，将有机试剂加入到蒙脱石浆液中，充分搅拌下进行离子交换，达到改性的目的。
    预凝胶法：将膨润土分离改性提纯后,在有机覆盖过程中加入疏水有机溶剂(如矿物油）把疏水膨润土复合物萃取进入有机油,分离出水相,再经蒸发除去残留水分直接制成有机土预凝胶。

改性完成后如何判定改性是否成功呢？
    普遍认同的是采用X射线衍射技术分析蒙脱石的结构，看层间距是否扩大、扩大了多少来判定有机插层的情况；通过红外分析蒙脱石中是否有有机的官能团也能判定有机改性是否成功；高温热重分析的情况也能初步判定蒙脱石中有机物的含量多少，其他的也可以按用途性质进行检测，如无机凝胶类有机蒙脱石检测其黏度值等。

蒙脱石纳米复合材料微观结构可用X一射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等来表征，有机蒙脱石分散性的表征可以利用在有机溶剂中的分散粒度和粉晶X一射线衍射值两种方法评定，其中X-射线衍射值是快速推断有机化插层蒙脱石在有机相中分散性优劣的主要依据。

顺便提一下，用有机季铵盐改性的有机蒙脱石(有机膨润土)在安全性上是受质疑的，也没有被批准使用,建议不要用到饲料中。