有机膨润土的制备原理

      有机膨润土制备原理：蒙脱石是一种性能独特的铝硅酸盐矿物，由两层SiO四面体片中间夹一层AIO八面体片组成的层片状矿物。蒙脱石结构单元层中的Si·+可被A13+置换，八面体层内的AP+常被Mg2+、Fe3+、Zn2+等多价离子置换，从而使晶格中电荷不平衡，产生剩余负电荷，使其具有吸附阳离子和交换性阴离子的能力，有较高的水化能，在C轴的晶层间的氧层与氧层的作用力较小，可形成良好的离解面，层间易于浸入水分子或其他极性分子，引起C轴方向的膨胀，这是其他非膨胀性粘土不具备的性能。由于这种性能，使蒙脱石层间充满nH：O层间水及可交换性阳离子，它们是引起蒙脱石膨胀的动力。
      但是不同成矿条件不同产地的膨润土，其蒙脱石层间可交换性阳离子的种类与交换容量有很大差别。其中，层间高价阳离子蒙脱石双电层水化膜薄，膨胀倍数低；低价阳离子水化膜厚，膨胀倍数高。因此，Na+蒙脱石再将其与有机覆盖剂反应。有机覆盖剂通常是一类碳链长度大于12的阳离子表面活性剂，与蒙脱石晶层间的Na+按下式实现离子交换反应。
     有机膨润土的制备有湿法、预凝胶法和干法三种。这三种方法中，干法操作简单，生产效率高，制出的有机膨润土适于作为油基钻探液的增稠剂，但此方法粉尘较多，对环境污染较大；湿法的关键步骤是悬浮液中的微粒的粒度是否达到要求，膨润土中的杂质，特别是石英是否去除，它直接关系到有机膨润土性能的好坏。值得注意的是，有机膨润土的制备原料要是钠基膨润土，而不能用钙基膨润土，因为Na较Ca的水合离子半径大，使膨润土的层间距加大，有利于有机阳离子的离子交换。