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累托石

累托石是一种晶体结构特殊,由二八面体钠云母单元层和二八面体钙基蒙脱石单元层以1∶1规则交替堆积组成的规则间层粘士矿物。蒙脱石层间含有ca(clo)2+、M g2+、K+和N a+等可交换性阳离子,其中以Ca2+为主,占阳离子总量的50%.累托石的这一特殊结构不仅使其类似蒙脱石,具有很强的吸附能力和阳离子交换能力,通过离子交换反应,可使有机阳离子插入到累托石层间,使层间结构和性质发生相应的变化,与高聚物的相容性增强,又有类似云母的热稳定性和耐高温加工性能。正因为累托石有这些优异的性能,是为数不多的可分离成纳米级微片的天然矿物之一,近几年,人们在不同程度上探讨了不同工艺条件对累托石插层有机改性及熔融共混制备纳米复合材料的影响。通常是将聚丙烯粒料与其他助剂、OREC等搅拌器上混合均匀,然后用具有多段加热杆挤出机将混合好的物料熔融挤出造粒。

基本概况

英文:Rectorite

释文:成分(K,Na)x{Al2〔AlxSi4-xO10〕(OH)2}·4H2O。

累托石,是一种具有特殊结构、较为罕见的层状硅酸盐粘土矿物。1891年由E.W.Rector首次发现并命名。1981年国际矿物学会新矿物和矿物命名委员会最终将其定义为“累托石是二八面体云母和二八面体蒙皂石组成的1:1规则间层矿物”。到目前为止,世界上己知的较为确实的累托石产地约40余处,主要分布在亚洲欧洲北美洲。大部分产地的累托石与其他粘土矿伴生,品位较低,只有少数产地,累托石在粘土中含量较为集中,形成矿化或矿点;能形成工业矿床的很少,国外仅有日本柄木县的矿山、匈牙利托考伊山脉基拉伊海杰什矿山,以及犹他州中北部的矿床。

我国己在多处发现累托石矿物和累托石粘土岩,但据了解除钟祥市二叠系岩石中发现的累托石具有较大规模外,各地累托石矿储藏量均很小。

累托石是晶体结构特殊的铝硅酸盐矿物,由类云母单元层和类蒙脱石单元层在特殊自然条件下有规则地交替堆积,但又不是二者的简单组合,尤其是其条带状的微观结构颇为罕见。

独特物理特性

①高温稳定性:累托石的耐火度高达1650'C,并能在500℃状态下保持结构稳定。

②高分散性和高塑性:累托石遇水极易分散,成膜平整,加入少量碱处理后,分散效果更佳,并能长期保持悬浮:累托石塑性指数可高达50,易粘结成形,烘干或烧结不产生裂纹。

吸附性和阳离子交换性:累托石结构中蒙脱石层间的水化阳离子,可以被大量其它无机化合物、有机阳离子交换,如钠、铝、硅及季胺盐等单一或复合离子,能吸附各种无机离子、有机化合物和气体分子,并且这种吸附和交换是可逆的。

④ 层间孔径和电荷密度可调控:累托石层间孔径在使用不同处理if!]进行离子交换后,可形成1.5- 4n。之间的大孔径层柱状二维通道结构,在大范围的酸碱、水热、温度条件下保持稳定性,其层间电荷密度可根据需要调整,以获得适当的活性。

⑤ 阻隔紫外线性:累托石天然具备良好的紫外线阻隔能力,对短波长光线或射线的吸收阻隔效果显著。

⑥ 结构层分离性:累托石是为数不多的易分离成纳米级微片的天然矿物材料之一,经适当处理,累托石间层结构可分离成类云母和类蒙脱石的纳米微粒,产生纳米材料的新特性,有望在纳米材料领域凸现特性。

有机改性

取一定量累托石原料放入适量的蒸馏水中,高速搅拌以使累托石充分分散;将分散后的累托石悬浮液倒入三口瓶中,搅拌升温至40~50℃然后滴加适量的CTAB,再搅拌升温至80~90℃;此温度下搅拌若干小时,自然冷却到20~25℃过滤水洗4~5遍,得到OREC滤饼;干燥研磨,过筛备用,用苦味酸盐法测定CTAB的含量。

参考资料