蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負(fù)電的硅酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的土狀礦物，其晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成。具有特的一維層狀納米結(jié)構(gòu)和陽離子交換性特性，從而賦予蒙脫土諸多改性的可能和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。
天然蒙脫土按其層間可交換陽離子的種類分為氫基、鈣基、鈉基、鋰基等蒙脫土，以鈣基蒙脫土為主，但其性能較差，產(chǎn)品附加價值低。鈉基蒙脫土比鈣基蒙脫土有更好的膨脹性、陽離子交換性，水介質(zhì)中的分散性、粘性、潤滑性、熱穩(wěn)定性及較高熱濕壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度?？捎肗aCl乙醇溶液、碳酸鈉、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉作為改性劑交換鈣基蒙脫土為鈉基蒙脫土。
無機(jī)鹽改性是通過加入一種或多種無機(jī)金屬水合陽離子與蒙脫土層間可交換的陽離子進(jìn)行交換，這些離子充當(dāng)了平衡硅氧四面體上負(fù)電荷的作用，同時由于在層間溶劑的作用下，可以使蒙脫土剝離分散成更薄的單晶片。用于蒙脫土改性的鹽主要有鋁鹽、鎂鹽、鋅鹽、銅鹽等。
合成橡膠為納米蒙脫土大需求端。納米蒙脫土具有耐腐蝕、抗沖擊、耐磨損等優(yōu)勢，能有效改善合成橡膠的氣密度，提高其強(qiáng)度及伸張率。近年來，我國合成橡膠行業(yè)景氣度不斷提升，產(chǎn)量呈持續(xù)增長態(tài)勢。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年我國合成橡膠產(chǎn)量達(dá)811.7萬噸，同比增長9.7%。在此背景下，納米蒙脫土作為合成橡膠原材料，行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
納米蒙脫土活性劑，其作用機(jī)理是通過離子交換反應(yīng)，增加季銨鹽表面活性劑在蒙脫土片層間的載負(fù)量和納米材料對表面活性劑的協(xié)同穩(wěn)定作用。由于蒙脫土硅酸鹽片層之間吸附有金屬陽離子，季銨鹽表面活性劑中的陽離子基團(tuán)與這些金屬陽離子進(jìn)行離子交換，從而形成納米蒙脫土活性劑。
制備涂料：在常溫條件下，向攪拌釜內(nèi)投入含羥基醇酸樹脂，其投入量以能均勻分散所加入的有機(jī)活化蒙脫土和顏料所需的量為準(zhǔn)，然后再加入改性樹脂、有機(jī)活化蒙脫土和顏料，混合均勻，研磨分散至細(xì)度小于20μm，加入剩余的含羥基醇酸樹脂、氨基樹脂、光穩(wěn)定劑、流平劑和消泡劑，調(diào)和均勻，過濾、調(diào)節(jié)黏度，得到本涂料。
再加入相當(dāng)于總量40mg/kg的甲基硅油作為涂料調(diào)整劑，加溶劑調(diào)節(jié)黏度，得到汽車面漆用的涂料。
涂料所用的技術(shù)是將有機(jī)活化劑分子插層到層狀硅酸鹽(蒙脫土)中，再將該蒙脫土與其他原料和樹脂混合，這將確保蒙脫土顆粒以納米尺度均勻分散在涂料中，增強(qiáng)了無機(jī)物與樹脂間的相互作用，從而使漆膜的性能得到改善。將納米蒙脫土粒子作為改性劑，使得粒子間的自聚作用降低，并以納米顆粒的形式均勻地分散在涂料中。
陽離子表面活性劑是改性MMT常用且使用多的一類有機(jī)改性劑，其改性機(jī)理為：陽離子表面活性劑通過與MMT層間的陽離子進(jìn)行離子交換，使得陽離子表面活性劑能夠順利進(jìn)入MMT層間，使MMT由疏油性變成親油性，且增大了MMT的層間距，有利于聚合物鏈進(jìn)一步的插層。
在制備聚合物、粘土納米復(fù)合材料時先對其進(jìn)行有機(jī)化改性，可以解決由蒙脫土晶胞層間可交換性陽離子構(gòu)成的親水的微環(huán)境不利于親油性的聚合物或單體插入，與聚合物的相容性不好的問題。利用長鏈季鹽改性劑對蒙脫土進(jìn)行離子交換處理，可制得有機(jī)蒙脫土。
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