膨润土的粘结能力与温度有很大的关系

膨润土一个重要的特点是具有一定的耐热能力。只要加热温度没有太高的话，只除去水中的自由水膨润土加水之后，仍有恢复粘附的能力。膨润土的粘结能力只有在加水后才能显示出来。而膨润土失去粘结能力，也与其脱水有很大的关系。到目前为止，膨润土中的水分有三种形态： 种水是自由水，即膨润土颗粒吸附的水，加热至100℃以上，可以去除自由水，去除自由水的膨润土，粘结能力没有受到影响。 第二种水是牢固结合水，在110℃下长时间加热，膨润土可以完全去除自由水，但是不会去除牢固结合水。膨润土已经完全去除自由水，再在较高的温度如200℃-300℃下加热仍会继续减重，表明仍有水分损失。膨润土通过这种加热脱后水，只要加水，就可以充分恢复粘结能力。 第三种水是晶格水，也被称为结构水。晶格水只有在相对高的温度下才有部分或全部除去。在除去膨润土水的晶格水之后，也就失去了粘合能力并变成死粘土。不同膨润土，在不同温度下失去粘合能力不同。 通过差热分析实验表明：一般天然钠膨润土失效温度为638℃，钙膨润土为316℃。人工活化钠膨润土，由于活化条件不同，失效温度也不同，但是都低于天然钠膨润土。由此可见，粘土沙中有两种膨润土：一种是有效膨润土，另一种是死粘土。死粘土越多，粘土粘结砂性能越差。钠膨润土在600℃以下加热，其粘结能力基本上不受影响。 当加热温度超过600℃时，粘合能力就急剧丧失。加热至700℃以上，几乎完全丧失了粘合能力。钙膨润土在100℃以上，就开始缓慢失去粘结能力。加热温度再增加粘合能力丧失得越明显。人工活化不好的钠膨润土，在初期使用时，失效温度仅略低于天然钠膨润土，几次反复加热后，类似于钙膨润土。所以人工钠膨润土的干燥温度对产品的性能有较大的影响。

膨润土遇水膨胀的物理化学特性

高纯膨润土在多水条件下，膨润土容易遇水膨胀，膨润土晶体结构非常微细，这一特殊的微细晶体结构决定其有许多优良物理化学特性： （1）吸水性：在充分水化环境中，层间距可增大，吸水后体积可增大l0～30倍。 （2）悬浮性：膨润土矿物质颗粒细小(0.2μm 以下)，它的单位晶层之间易分离，水分子易进入晶层与晶层之间，特别是蒙脱石在充分水化后，与水形成一种胶体。另外，由于蒙脱石晶胞都带有相同数目的负电荷，彼此同性相斥。在稀溶液里很难聚集成大颗粒当水混悬液pH>7时，膨胀性更强，助悬效果更好。 （3）触变性：结构中的羟基在静置的介质中会产生氢键，使之成为均匀的胶状物，并且有一定的粘度，当在外界剪切力存在下进行搅拌时，氢键被破坏，粘度减弱，所以膨润土溶液在搅动时，悬浮液表现为流动性很好的溶胶液，停止外加搅动，就会自行排列成具有立体网状结构的凝胶，并不发生沉降分层和有水离析出来，再施加外力搅动时，凝胶又能迅速打破，恢复流动性，这种特性使膨润土在混悬剂方面具有特别重要的意义。 （4）粘结性：膨润土与水混合带来的粘结性来源于多方面，如膨润土亲水、颗粒细小，晶体表面电荷多样化，颗粒不规则，羟基与水形成氢键，由多种聚集形式形成溶胶，使膨润土与水混合具有很大的粘结性。 （5）吸附性：膨润土中Al3+ 被不同离子取代后，引起内部电荷不平衡，形成电性吸附中心，同时又由于蒙脱石独特的双八面体结构和层纹状组合，具有较大的比表面积，所以具有高度的选择吸附性。 （6）离子交换性：从结构上看，膨润土是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体，在晶胞内高价可被低价的阳离子置换，致使单位晶层中的电荷不平衡，膨润土带负电，必然从周围介质中吸附一些可交换的K+ 、Na+ 、ca2+ 、Mg2+ 来平衡电荷， 常见的可交换阳离子是ca2+和Na+ ，因此，根据所含的可交换阳离子的种类和含量。 （7）稳定性：膨润土能耐300℃高温，具有良好的热稳定性，不溶于水，微溶于强酸、强碱，常温下不被氧化或还原，不溶于有机溶剂。具有良好的化学稳定性。 （8）无毒性：膨润土对人、畜、植物无毒害和腐蚀作用，对人体皮肤无刺激，对神经、呼吸系统无影响，可用于医药载体。 因此，膨润土被称为“ 粘土”，国内外将其广泛用于冶金球团、铸造、钻井泥浆、纺织印染、橡胶、造纸、化肥、农药、改良土壤、干燥剂、化妆品、牙膏、水泥、陶瓷工业、纳米材料、无机化工等领域。