一种新型橡胶填料——改性膨润土

纳米膨润土（蒙脱土）在橡胶、热塑性弹性体及塑料异型材中的应用纳米膨润土（蒙脱土）在橡胶、热塑性弹性体及塑料异型材中的应用利用纳米膨润土（蒙脱土）合成弹性体取代白碳黑和部分炭黑应用在橡胶、合成液体或母料，应用在（PP）、（PE）、（PA）、（PS）、（PET）等塑料中其经济效益和环保来讲都有可观的社会效益，各方报道都有推广。

高品位纳米蒙脱土（含蒙脱石85—90%的膨润土）是纳米片状微晶结构的硅铝酸盐矿物之一，（含有钙盐、镁盐、钠盐锌盐等。

但是蒙脱土与其它层状硅酸盐不同之点是：层与层之间空隙特别大，膨润土是一种主要由蒙脱石为主要成分的粘土矿物质，为2：1型硅铝酸盐类，具有吸湿性和膨胀性，可吸附几倍于自身体积的水里，体积膨胀6—8倍，在水介质中，膨润土能分散呈胶凝状和悬浮液状，此混合液具一定的粘滞性、触变性、和润滑性。

膨润土与水、泥、沙等细碎物的结合，具有可塑性和粘结性。

此外，膨润土还有较强的阳离子交换能力，膨润土对各种气体、液体、有不定期的吸附能力，膨润土最大吸附量可达近5倍于本身质量。

因主要成分是SIO2因此将其解离成纳米微晶片状粉末后添加到塑料异型材当中，能赋予塑料异型材已高高强度、高韧性，特别是抗老化性、耐紫外线照射（属片状晶平面的阻隔性）都应比不添加纳米蒙脱土的性能大有提高（因蒙脱土的白度只有80°左右）。

因此应用在塑料异型材当中特别是白型材，颜色需做相应调整。

蒙脱土的成分含量如下表：在橡胶中应用：主要用于橡胶制品的纳米改性，改善其气密性、定伸引力和耐磨性、防腐性、耐候性、耐化学性、通过加入少量（如8%-10%）的纳米蒙脱土，可以使橡胶的强度、伸长率等性能大幅度提高，有的性能可提高数倍，可部分替代目前的白碳黑，减少碳黑用量及其他填料，大大减少污染。

现在在聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料、三元乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料都得到了很好的研究。

纳米复合物主要作用能改善硬度、阻燃、阻气方面的性能。

膨润土的加工技术及综合利用膨润土是一种具有吸湿、吸附、离子交换等特性的粘土矿物，被广泛应用于建筑材料、岩土工程、陶瓷工业、化工等领域。

膨润土的加工技术和综合利用是对其进行进一步加工和利用，提高其附加值和应用价值的过程。

本文将从膨润土的加工技术、综合利用方面进行讨论。

膨润土的加工技术主要包括矿石选矿、粉碎研磨、脱色、增白、改性等步骤。

首先，对膨润土进行矿石选矿，剔除掉一些杂质物；然后将选矿后的膨润土进行粉碎研磨，使其颗粒细小；接着进行脱色和增白处理，以提高其颜色纯度和白度；最后进行膨润土的改性处理，以改善其性能和适用性。

膨润土的综合利用主要包括陶瓷工业、建筑材料、岩土工程、环保、农业等领域。

在陶瓷工业中，膨润土常用作陶瓷材料的黏结剂和填充剂，其中高纯度的膨润土可用于制造高档陶瓷制品。

在建筑材料中，将膨润土与水泥、砂浆等混合使用，可以提高材料的强度和耐久性。

在岩土工程中，膨润土常用于防水、涵洞、地下室等工程中，以提高土壤的稳定性。

在环保领域，膨润土具有良好的吸附性能，可以用于吸附和处理污水中的重金属离子、有机物等。

在农业中，膨润土可以用作土壤改良剂，提高土壤的肥力和保水性。

除了以上领域，膨润土还可以应用于塑料、橡胶、涂料、油漆、纸张等工业中。

在塑料和橡胶工业中，膨润土可用作增塑剂和填充剂，以提高塑料和橡胶制品的性能。

在涂料和油漆工业中，膨润土可以用作填充剂和增稠剂，以改善涂料和油漆的流动性和附着性。

在纸张工业中，膨润土可以用作填料和增白剂，以提高纸张的质量和光泽度。

综上所述，膨润土的加工技术和综合利用具有广泛的应用前景，可以在多个领域中发挥重要作用。

随着技术的不断发展和创新，膨润土的加工技术和综合利用会得到进一步的完善和提高，为人类生产和生活带来更多的便利和效益。

图 4 为制备的 3 种有机复合膨润土对松香酸的吸 附曲线 。由此可知 , 制备的聚胺与膨润土形成的 P 复 合土对松香酸的吸附量最高 , H 复合土的吸附能力最 弱 。从 3 种复合土的 XRD 和 Zeta 电位 (见表 2) 结果来
研究论文
看 , H 复合土的层间距最大且表面呈现较高的正电 性。
(2) 聚胺树脂 由二甲胺与乙二胺的混合物同环 氧氯丙烷反应连接成链并季铵化[4] , 获得聚胺树脂 。
(3) 有 机 复 合 膨 润 土 用 制 备 的 聚 胺 树 脂 、 HTMAB 及四甲基铵分别与原土进行层间复合 。首先 将上述制备的原土分别加入水中高速搅拌 , 制得稳定 的质量分数为 5 %的膨润土悬浮液 , 再将有机胺溶液 加入到膨润土悬浮液中 。将混合物在 80 ℃条件下机
《中国造纸》2006 年第 25 卷第 12 期
械搅拌 3 h , 反应完成后用蒸馏水多次洗涤 , 离心分 离 , 直到用 0112 mol/ L AgNO3 检验清液中无 Cl - 存在 为止 。最后将离心物在室温条件下晾干 , 研磨 、筛 选 , 得粉末状复合膨润土 , 并依次标记为 P 复合土 、 H 复合土 、T 复合土 。将 H 复合土在 110 ℃恒温 1 h , 得到热活化土 , 用热 H 复合土表示 。
供 , 其他原料均为分析纯的化学试剂 。 112 产品制备
(1) 钠基膨润土 膨润土浆液质量分数为 5 % , 用碱量为 415 %。搅拌下将膨润土加入到 Na2CO3 溶液 中 , 在 80～96 ℃经 120 min 完成膨润土的钠化 。离心 分离 , 室温下自然晾干 。样品经研磨 、筛选后 , 得粉 末状钠基膨润土 , 并标记为原土 。
BRUKER 公司的 Tensor 27 型红外光谱仪上进行红外光

能与 ＮＲ进 行 有 效 的 结 合，制 备 了 ＮＲ／高 岭 土 复 合材料，优化 了 材 料 的 物 理 性 能。本 工 作 通 过 复 配硅烷类双 －（γ－三乙氧基 硅基 丙 基 ）四 硫 化 物 （Ｓｉ６９）改性剂、硼酸酯 类 （ＺＲ－２０２）改 性 剂 制 备 了 ＮＲ／高岭土复合材 料，研 究 了 改 性 高 岭 土 对 材 料 加 工 性 能 、硫 化 性 能 及 物 理 机 械 性 能 的 影 响 。
（１广东省循环经济和资源综合利用协会，广州 ５１００９５；２中国石油大学（北京） 地球科学学院，北京 １０２２４９；３广东省企业自主创新促进会，广州 ５１００９５； ４茂名高岭科技有限公司，广东 茂名 ５２５０００）
摘要：采用双 －（γ－三乙氧基硅基丙基）四硫化物和硼酸酯类改 性 剂 制 备 了 天 然 橡 胶 ／高 岭 土 复 合 材料，研究了改性高岭土对材料加工性能、硫化特性及物理机械性能的影响。结果表明，在天然 橡 胶 ／高 岭土复合材料中加入硼酸酯类改 性 剂，可 以 降 低 胶 料 的 生 热 和 门 尼 黏 度，对 硫 化 时 间 和 焦 烧 时 间 无 影 响 ，改 善 了 胶 料 的 加 工 性 能 和 耐 老 化 性 能 ，提 高 了 胶 料 的 拉 伸 强 度 和 扯 断 伸 长 率 。
１ 实 验 Байду номын сангаас 分 １１ 原 材 料 及 仪 器 设 备
ＮＲ，牌 号 ＳＣＲ ５，海 南 天 然 橡 胶 产 业 集 团 有 限 公 司 生 产 ；高 岭 土 ，以 北 海 合 浦 高 岭 土 为 主 要 原 料，利 用 生 产 过 程 中 的 干 燥 余 温，采 用 带 加 热 夹 套、多层叶片搅拌 装 置 添 加 聚 丙 烯 或 聚 乙 烯 硬 韧 粒子辅助粉碎，通 过 干 法 粉 碎 活 化 一 体 化 制 备 而 成；Ｓｉ６９，南 京 优 普 化 工 有 限 公 司 生 产；ＺＲ － ２０２－１、ＺＲ－２０２－２，由 硼 酸 酯 复 合 而 成 的 ３臂 含 硼 界 面 活 性 剂 ，含 有 氨 基 和 酯 基 ，能 与 高 岭 土 片 层表面的羟基形成氢键，ＺＲ－２０１－２中硬 脂酸用 量比 ＺＲ－２０１－１多 １份，青 岛 兆 兴 化 工 有 限 公 司 生 产 ；其 他 配 合 剂 均 为 市 售 工 业 级 产 品 。

膨 胀 性 、阳 离子 交 换 性 、触 变 性 、增 稠 性 、润 滑 性 、 吸 附
不 同的焙烧温度对膨 润土 的比表面积 和在有 机溶液 中 的分散性也存在影 响。膨润土 比表面积 面积随着 焙烧温度
性 和脱 色性等一系列优 良特性 。能吸 收 自身体 积 ８ ５倍 ～１
升高 而增 大 ，但 当温度 超过 ４ ０ ５ ℃时焙 烧膨 润土 的 比表 面
的水量 ，体积膨胀倍数 至 ３ 倍 ；分散悬 泽陛使其在水 介质 Ｏ 中可分散 成胶体悬 浮液 ；为 了保持 电价平衡 ，在 蒙脱石 的 结构单元 层之 间存 在着 Ｋ 、Ｎａ 、Ｃ ２ ａ 等大 半径 离子 的
阳离 子 ，这些离子 可与 同性 电价离子 发生等 电量交 换 ，从
而使 蒙脱 土具 有阳离子交换 能力 。所 以蒙脱土具 有吸 附各 种气 体 、液体 、有机物 和有 色物质 的能力 。膨润 土按 交换
ｈｔ ：／ｗｗｗ．ｍ ｓ ｑ∞ｍ ・ １ ・ ｔ ｐ ／ ｃ ａｔ ． ｅ
２１ 年 ・ ６ ０１ 第 期
材料综述
中国材料科技与设 备 （ 双月 刊）
积则开始减小 ，６ ０℃ 时急剧 下降 。焙烧 温度 对分 散性 的 ０
动 以及挤压时产生 的大量热都加 速 了离子 反应 。因此 挤压
１ 膨 润土 的矿 物 学特 性 及 类 型
膨润土 又名 “ 斑脱岩 ”或 “ 土岩 ” 膨 ，是一种 以蒙脱 石 矿物成分为 主 的粘土 岩 ，图 １是 蒙脱 石 晶体 单元 层 结构 。
蒙脱石 又称 “ 晶高 岭石 ”或 “ 岭石 ” 微 胶 ，是一种层状 含水
的铝 硅 酸盐 矿 物 ，其 理 论 结 构 式 为 ：Ｅ‘ Ｈｚ ｛ （ ｚ 】・ｎ Ｏ Ａ１ 一

➢ 低比表面积的天然填充剂和改性淀粉、纤维素、微粒凝胶等有 机物质可形成较少强网络，但这些填充剂都存在着补强性较低的 问题，因此可作为第二种甚至第三种填充剂，填充量限制在5% 15%之间，且通常需采用偶联剂。
轿车轮胎用填充剂
（2）耐磨性
由于白炭黑与烃类橡胶之间有较低的聚合物-填 充剂相互作用，即使添加高用量的偶联剂，白炭黑配 方的耐磨性也比炭黑配方的差得多，这种较差的耐磨 性可以通过提高含白炭黑填充剂的炭黑相表面活性得 到部分补偿。
资源
发展方向
（1）寻找低生产能耗、价廉且性能优良的天然矿物质作橡胶填充剂 （2）对现有的橡胶填充剂进行改性，以提高其质量，改善其性能 （3）开发超维系粉状填充剂，改善其工艺性能，提高橡胶制品的质量 （4）开发价廉、性能优良的纤维状填充剂，形成系列化专用产品 （5）将工业废弃物用作填充剂，使其成为具有经济效益和实用价值的
种类介绍----炭黑-白炭黑双相填充剂
（2）炭黑-白炭黑双相填充剂应用现状
＊ 炭黑-白炭黑双相填充剂（CSDPF）以ECOBLACK、CRX2XXX系列 的商品名在市场销售。
＊ CSDPF2000比CSDPF4000具有更高的白炭黑表面覆盖率和硅含量。 这通过氢氟酸抽提实验可以证明，且可知，CSDPF2000白炭黑遍 布于聚集体中，而CSDPF4000中的白炭黑只停留在聚集体表面。
采用高分散性的白炭黑与炭黑并用：炭黑与白炭黑 并用对比只用N220炭黑，可明显减少滞后损 失，同时保持高模量和优越的耐磨性
其它部位胶料 降低RR方法
钢丝帘线胶：采用纳米级炭黑E-1830，降低滚动 阻力，提高耐磨性
胎体和胎圈胶：采用炭黑EB204，降低滞后损失 气密层胶：采用结构更低的EB206，优越的分散性能

膨润土又叫蒙脱土，是以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐。

膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积８－２０倍的水量而膨胀至三十余倍。

蒙脱石的结构式为Ｎａ（Ｈ２Ｏ）４｛（Ａ１２－ＸＭｇ０．３３）［Ｓｉ４Ｏ１０］（ＯＨ）２｝，由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成单位晶层，四面体和八面体靠共用的氧原子连接，晶层之间靠氧层连接，沿Ｃ轴方向叠置，从而使其具有刚性，层间不滑移，单位晶层的厚度约为１ｎｍ，层间距ｄ（００１）为１．２－１．６ｎｍ。

膨润土本身的性质是疏油亲水的，有机改性则是将有机阳离子通过离子交换作用引入层间，导致层间距ｄ（００１）增加到２０ｎｍ左右，经过有机改性后的膨润土变为疏水亲油的，这样有机膨润土的用途就更为广泛。

它是有机季铵盐与天然膨润土的复合物，是近些年开发的一种精细化工产品。

本文列举了一些常见的有机改性剂以及膨润土有机改性的原理、方法，综述了近年来国内外将其应用在纳米复合材料制备中的研究进展。

１膨润土的有机改性有机膨润土是膨润土改性的深加工产品，也是一种重要的精细化工产品。

经过改性后的膨润土由于活性剂的长碳氢链覆盖在膨润土晶片表面，使之形成疏水表面，同时由于进入晶片层间表面活性剂离子的体积效应，增大了晶片层间距，从而生成了一种新的疏水亲油的有机膨润土络合物，该物在有机溶剂中强烈膨胀，且可形成触变性好的凝胶体。

Ｓｍｉｔｈ对钠基膨润土与有机铵离子（Ｒ－ＮＨ３＋）的交换反应进行了首创研究，并合成了一些有机膨润土。

Ｊｏｒｄａ认为，不同烷基对蒙脱石构造层间距有较大的影响。

针对特殊用途的有机膨润土合成和应用研究，国内外发表过不少文献，而且大多为专利。

１．１常用改性剂的种类（表１）采用偶联剂改性，只要矿物具有反应活性的基团即可获得相应的活化效果，但成本较高；羧酸盐类改性剂适用于溶液中带负电荷悬浮粒子的矿物；硅Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．９Ｓｅｐｔ．２００６膨润土的有机改性及其在纳米复合材料制备中的应用（昆明理工大学生物与化学工程学院，云南昆明６５０２２４）陈艳，杨劲，祝琳华［摘要］综述了一些常见的改性剂以及有机膨润土的合成原理和方法，并详细地介绍了近年来它在纳米复合材料制备中应用的研究进展。

ｓｓ ｉ 利用 胶乳 混 合 法 制备 了含 １ 天 然 （ 基 膨 ０ 钠 润土 ） 层状 硅 酸盐 和 合成 （ 基 含 氟 锂 蒙 脱 土 ） 钠 层
状 硅 酸 盐 的 ＮＲ基 纳米 复 合 材料 。Ｗ ａ ｇ等人 通 ｎ
与常 见 的传统 橡胶 配合 剂融 混 为一体 。利用傅 里 叶变 换 红 外 光 谱 （ Ｔ Ｒ） 广 角 Ｘ 射 线 衍 射 Ｆ Ｉ 、 （ ｗＡｘＤ 和 透射 电子 显 微 镜 （ Ｅ ） 究 这 种 纳 ） Ｔ Ｍ 研
插 层 和部 分剥 离 的新 型胺 的 阴离 子 Ｓ Ｒ 或 Ｎ Ｂ Ｒ）
中组 成 的纳米 复合 材料 的制 备方 法 。
４ ８
橡 胶 参 考 资 料
２１ ０ １年
酚 醛 树 脂 改性 膨 润 土 纳 米 复 合 材 料在 Ｎ ６ ６０ 炭 黑填 充 Ｓ Ｒ胶 料 中 的应 用 Ｂ
朱永 康 编译
（ 中橡 集 团炭黑 研究 工业 设计 院 ， 四川 自贡 ６ ３ ０ ） ４ ０ ０ 种填料 要 作 为 优 良的 补 强剂 ， 考 虑 的三 需 除 了填 料之 外 ， 些 树 脂 体 系 加 入 弹性 体 时 某 也 可赋 予 其 补 强 作 用 。Ｌ ｒｓ和 Ｐ ｃｉｉ以 及 ｅＢ ａ ｉ ｎ ｃ
来改 性层 状硅 酸盐 以 及 随 后 把 Ｓ Ｒ胶 乳 加 入 改 Ｂ 性粘 土 ， 迄今 为止 尚未 见诸 报道 。 在本 研究 中 ， 作者 采用 了天然未 分 级膨 润土 ， 这种 材料 在 印 度储 量 丰 富 ， 价格 十分 便 宜 。不 仅
于层 间 阳离 子 （ 常是 Ｎａ 通 或 Ｋ 的 水 合 作 用 。 ）
条前 景 广 阔 的途 径 。Ｖａｇ ｅ ｅ和 Ｋａｇ ｒ ｒｈｓ ｒｅ —Ｋｏ — ｃ

膨润土的改性及其应用摘要：膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，具有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等特性，因从广泛用于各个工业领域。

但由于膨润土的多重性质，使其在实际应用中受到多重限制，且不能达到很好的效果。

所以，为了提高膨润土的使用价值及其效率，应该对膨润土进行改性，以提高其价值。

膨润土具有很高的科研价值，对各种领域都有极其重要的作用。

国内外已在工农业生产24领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。

我国膨润土的储量世界第一位，种类齐全，分布广，遍布26个省市，产量和出口均居世界前列。

因此，膨润土的发展和研究对我国具有极其重要的意义。

关键词：膨润土；改性；意义；应用；前景Abstract：The bentonite is mainly to montmorillonite aqueous clay mineral, with swelling, adhesion, adsorption, catalysis, thixotropy, suspension and cation exchange properties, widely used in various industrial fields from. But as a result of bentonite multiple nature of the constraints, so that in the practical application subject to multiple constraints, and can achieve good results. Therefore, in order to improve bentonite use value and efficiency, to bentonite should be modified, to enhance its value. Bentonite has very high research value, to the various fields have extremely important role. At home and abroad has been in production of industry and agriculture24areas more than 100 departments in the application, there are more than 300products, so people called the "universal soil". China's Bentonite reserves are the world the first, variety complete, widely distributed, in 26 provinces and cities, and export crop all occupy world front row. Therefore, bentonite on the development and research to our country has very important significance.Keywords：Bentonite; Mdification; Sgnificance;Aplication;Prospect引言膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩，常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等；一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等；具蜡状、土状或油脂光泽；膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。

膨润 土是一种 重要 的无机非金 属材料 ， 用其独 利
１ 实验部分
特 的层状结 构 ， 可在适 宜条件 下选 用合 适 的试 剂通过 离子 交换 反应使有机 物质进 入层 问 ， 从而改善 膨润 土 与 聚合物 的相容 性 ， 制备性 能优 异 的膨润土 ／ 聚合物
复合材 料 ¨ Ｊ 。
４ ｃ ～。 ｍ
７２ｃ 处 的吸 收 峰 分 别 代 表 Ｓ— Ａ１ Ｈ， ｅ ９ ｍ ｉ Ｏ、 一 Ｏ Ｆ— ＯＨ、 ＭｇＯ 的伸 缩 振 动 峰 ，１ ｍ－ ４４ｃ 。 －Ｈ ５８ ｃ 和 ６ 附近 的 ２ ｍ 个 强度 较大 的 吸收 峰 分 别 为 ｓ— — 、 ｉ —ｅ的弯 ｉ Ｍｇ Ｓ— Ｆ Ｏ Ｏ 曲振 动 ， 这表 明膨 润土经 十六烷 基三 甲基溴 化铵 插层 改性 后 ， 其层状 硅酸盐 结构基 本没有改 变 。 用 超 声 波 振 荡 配 合 六 偏 磷 酸 钠 溶 液 充 分 分
—
５ ． ０
管俊芳 ，陈 阳，赖伟 强
有机膨润土补 强丁苯橡胶研 究
处 出现 了 ２个 较强 的吸收 峰 ， 别 由十六烷基 三 甲基 分
铵 离子 中的 ＣＨ伸 缩振 动 吸收和 ＨＣ Ｈ对称伸 缩 振 ． —— 动 吸收 引起 ， 明十六 烷基 三 甲基 溴化 铵 的有机链 进 表
ｃ ｍｐｏｉｅ ．ｈｅｒｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔａ ｕ ｉｇ ｔｅｐ ｏ ｅｓｏ ｅｎｏ ｃｎｇ ｓ ｒ ｎ ｕａ ｉｎ ｕ ｂ ｒｗｉ ｒ ａ ｏ ｎｏ ｉｅ ｈ ｕ ｔｂ ｅａ ｃ ｌｒｔｒｆｒ ｕａ ｏ ｓｔｓＴ ｅ ｕｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｄ ｒｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｒ ｉｆｒ ｉ ｔ ｅ ｅｂ ｔｄｅ ｅｒ ｂ ｅ ｔ ｏｇ ｎ ｂｅ ｔｎｔ，ｔｅ ｓｉａ ｌ ｃ ｅｅａｏ ｏｍ ｌ ｙ ｈ

膨润土一、矿产名称膨润土（Bentonite），又称斑脱岩、膨土岩等，是以蒙脱石为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩。

二、矿床类型及其分布1．矿床的成因类型膨润土矿的成因分为火山岩型矿床、火山岩—沉积型矿床、沉积矿床、侵入岩型矿床。

火山岩型矿床实例有辽宁黑山、吉林九台、浙江仇山、河南信阳、山东涌泉庄等；火山岩—沉积岩型矿床实例有浙江平山、安徽新潭、内蒙高庙子等；沉积矿床实例如广西宁明、甘肃红泉、四川三台等；侵入岩型矿床如江苏平桥、湖南金沙洲等。

2．矿床的工业类型<br>膨润土的目的矿物是蒙脱石（Montmorillonite）亦称微晶高岭石或胶岭石，是含少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物，其化学通式为：<br>Nax(H2O)4{（Al2-xMgX）[Si4O10](OH)2}<br><br><br>根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土（碱性土）、钙基膨润土（碱土性土）和天然漂白土（酸性土）三种。

其中钙基膨润土包括钙钠基、钙镁基等膨润土。

钙基膨润土和钠基膨润土这二种工业类型是根据矿石的碱性系数划分的。

碱性系数（）大于或等于1的为钠基膨润土矿，小于1的为钙基膨润土矿，天然漂白土则是以交换阳离子为H+、Al 3+确定的。

<br>3．矿产的分布情况<br>世界膨润土资源丰富，分布甚广。

世界膨润土总储量约为25亿吨，其中美国、原苏联和中国的储量占世界储量的3/4，其次是意大利、希腊、澳大利亚和德国。

钙基膨润土约占70~80%，钠基膨润土储量不足5亿吨。

因此，世界膨润土资源虽然十分丰富，但用量最大的优质钠基膨润土却十分短缺。

<br>我国膨润土90%为钙基膨润土。

膨润土矿产遍布全国23个省，大型矿床20多个。

大多数矿床集中在东北三省及东部沿海各省，以及新疆、四川、甘肃、河南、广西等省。

主要矿区有：辽宁黑山矿、浙江临安矿、浙江仇山矿、四川三台、甘肃酒泉、吉林双阳、福建连城、吉林九台、山东潍县涌泉、河南信阳、河北张家口和宣化、新疆托克逊矿等。

6・行业发展・崔学奇:男,26岁,硕士收稿日期:1999年4月8日1膨润土的性能膨润土又名膨土岩、斑脱岩,有时也称白泥,是一种性能十分优良,经济价值较高,应用范围较广的粘土资源。

膨润土主要是由蒙脱石类矿物组成的粘土。

质纯的膨润土较罕见,大多数含有不等量的杂质,如石英、长石、云母、沸石、黄铁矿等。

膨润土通常为白色,也有浅灰色、乳酪色、浅红色、肉红色、砖红色、褐红色、黄绿色、黑色、斑杂色等,呈油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽,贝壳状或锯齿状断口。

蒙脱石的晶体结构由两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氧八面体晶片组成,属2∶1型层状硅酸盐矿物。

其理论化学式为Na x (H 2O )4{Al 2[Al x Si 4-x O 10](O H )2},半个晶胞中总阴离子电荷[O 10(O H )2]为22,八面体中存在的阳离子数为2,四面体中存在的阳离子数为4。

一般硅氧四面体和(或)铝氧八面体中存在如Fe 2+、Fe 3+、M g 2+、Al 3+等阳离子类质同象置换,当置换阳离子为低价时,使结构增加等当量的负电荷,由层间吸附阳离子补偿。

由于矿体产出的地质环境不同,层间吸附的阳离子和四面体、八面体的类质同象置换,可有很大不同,因而蒙脱石的化学成分变化也较大。

蒙脱石晶层间阳离子与晶体格架间形成电偶极子,加上蒙脱石晶层之间结合力较弱,能吸附极性水分子,根据阳离子种类及相对湿度,层间能吸附一层或两层水分子。

另外,在蒙脱石晶粒表面也吸附了一定的水分子,结构水以O H 基形式存在于晶格中。

蒙脱石晶格内阳离子置换这一构造特性决定了蒙脱石一系列重要性质。

如阳离子交换性、膨胀性、吸附性、分散性、流变性、可塑性、粘结性、胶体性、触变性、耐火性、润滑性等。

2膨润土的应用膨润土由于独特的矿物结构和结晶化学性质,具有许多十分优良的性能,广泛用于各行各业中。

2.1膨润土用于石油钻井工业膨润土可作为有机钻井泥浆中的泥浆增稠剂、乳胶稳定剂,使钻井泥浆有较好的流变性和携带性,故能有效地润滑钻井,防止腐蚀。

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的{HYPERLINK "/view/118588.htm"|非金属矿产，蒙脱石结构是由两个夹一层铝氧八面体膨润土组成的2：1型晶体结构[1],由于蒙脱石形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳，故具有较好的离子交换性。

国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。

膨润土也叫，皂土或膨土岩。

我国开发使用膨润土的历史悠久，原来只是做为一种。

(四川地区数百年前就有露天矿，当地人称膨润土为土粉)。

真正被广泛使用却只有百来年历史。

最早发现是在的古地层中，呈黄绿色的，加水后能膨胀成糊状，后来人们就把凡是有这种性质的粘土，统称为膨润土。

其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85-90%，膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。

蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。

可以成致密块状，也可为松散的土状，用手指搓磨时有滑感，小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍，在水中呈悬浮状，水少时呈糊状。

蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。

性质及应用蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。

根据层间主要交换性阳离子的种类，通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。

蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能，可用于除去的毒素、汽油和的净化、废水处理；由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性，因此用于、阻燃（悬浮灭火）；还可在造纸工业中做，可优化的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等；由于有很好的粘结力，可代替淀粉用于中的纱线上浆既节粮，又不起毛，桨后还不发出异味，真是一举双得。

总的说，钠质蒙脱石（或钠膨润土）的性质比钙质的好。

但世界上钙质土的分布远广于钠质土，因此除了加强寻找钠质土外就是要对钙质土进行改性，使它成为钠质土。

膨润土（蒙脱石）由于有良好的物理化学性能，可做、悬浮剂、、稳定剂、净化脱色剂、充填料、、催化剂等，广泛用于、轻工业及、药品等领域，所以蒙脱石是一种用途广泛的材料。

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２ １．Ｏ－ ０１ ３ Ｎ
朱永康 编 译． 酚醛树脂 改性膨 润土复合材料在 Ｎ６ ０ ６ 炭黑填充 Ｓ Ｒ胶料 中的应用 Ｂ
１ ３
Ｓ Ｒ硫化 胶 的机 械性 能 和物 理性 能与 低 结构 炭黑 Ｂ （ ６ ）填充胶 料 作 了比较 。还进 行 了部 分替 代 Ｎ６０ （ 多５ ）及 添加 （ 多５ ） 最 份 最 份 。
３ ｎ。 ｍｉ
ｒｍ的速度 搅 拌 １ 。接 下 来 ，将 ０８ｇ 间苯二 酚和 ｐ ｈ ． ２
１ ２ ７ 甲醛 溶液 （ ． ｇ３ ％ ２ 苯二 酚／ 甲醛摩 尔 比＝１ ２ ／）
加 入粘 土泥 浆 。另 外 ，把 １０ ０ ｍＬ的蒸馏 水加 入这 种 混合 物 ，添 加少量 氢 氧化 钠使 ｐ Ｈ值保 持在 ８ ９ ～，
位 聚合 ，或 者是 通过 乳液 混合 均可 以实现 。 大 部分 橡胶 是 以胶乳 的形 式获 得 的 ，胶 乳只 不 过是 亚微 米～ 微米 范 围橡胶 粒子 （ 度分 布取 决 粒 于 生产 条件 ）的水分 散体 。因为水起 着 溶胀 剂 的 作 用 ，层状 硅酸 盐很 容 易分散 于水 中，这是 由于
配 合剂 ，３ ｉ后排 出胶料 。 ｍｎ 二 段 混炼 分 两步 （ 母炼 、终 炼 ）在 同一 台机 器 上 进 行 。母 炼 在 ９ ℃采 用 ６ ｐ ０ ０ ｒｍ的 转 速 进 行 ７ ｎ ｍｉ 。起 初 允许 对 橡胶 进 行 ｌ ｎ ｍｉ 的塑炼 。然 后 ， 添 加粘 土 或粘 土 母料 或 炭 黑和 油 ，混炼 ６ ｎ ｍｉ 。在 终 段 ，允许 塑 炼 ｌ ｎ 随即加 入硫 化 剂 ，再 混炼 ｍｉ ，
盐 的Ｎ Ｒ基纳 米 复合材 料 。王等 人通过 把橡 胶 乳液
与 水性 粘土 悬浮 体共 絮凝 ，制 备 出 了Ｎ ＭＭＴ Ｒ— 粘

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟纳米膨润土(蒙脱土)在橡胶中的应用纳米复合材料是指粉体分散相至少一维尺寸介于1 nm～100 nm 之复合材料。

除了球状粒径小之粉体外，高长径比(Aspect ratio)之层状补强结构更受到全世界高分子工业瞩目，层状材料经剥离分散后可充份发挥分子层级之结构特性。

蒙脱土(Montmorillonite)是属于蒙脱土族的矿物，蒙脱土族矿物共发现11 个，他们是滑间皂土、贝得土、锂皂土、蒙脱土、钠脱土、皂土、锌皂土、斯皂土、锂蒙脱土、铬蒙脱土和铜蒙脱土等，但从内部结构来讲可分为蒙脱土亚族（二八面体）与皂土亚族（三八面体）。

蒙脱土是典型的层状硅酸盐矿物之一，但是与其他层状硅酸盐矿物不同之点是层与层之间空隙特别大，这样就可在层与层中含有不定数量的水分子及交换性阳离子。

通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明蒙脱土的粒度已接近纳米级，是天然纳米材料。

纳米级蒙脱土自然界很难找到这样的原矿，需要提纯获得。

制备纳米级蒙脱土的膨润土，应是蒙脱石含量95%。

纳米级有机膨润土蒙脱土，要求膨润土蒙脱石纯度在98%以上。

纳米级有机膨润土在橡胶中应用主要用于橡胶制品的纳米改性，改善其气密性，定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化学性。

通过加入少量（如3％－5％）的纳米蒙脱土，可以使橡胶的强度、伸长率等性能大幅度提高，有的性能可提高数倍，可替代目前的白碳黑，甚至彻底取代传统的碳黑及其它填料，大大减少或根除污染。

将是二十一世纪橡胶工业的一场革命。

聚氨酯弹性体／蒙脱土纳米复合材料、三元乙丙橡胶／蒙脱土纳米复合材料都得到很好的研究。

纳米复合物不仅比传统添加剂重量轻，而且主要改善了在硬度、阻燃、阻气方面的性能。

株洲时代新材料科技股份有限公司对所承担的轨道交通减震用高性能复合弹性结构材料的研究项目，进行了橡胶／蒙脱土纳米复合技术和炭黑、白炭黑表面接枝技术的研究，使硫化天然橡胶的力学性能达到。

膨润土的50种用途，你知道几种膨润土是以蒙脱石为重要成分的含水粘土岩，具有优异的膨胀性、吸附性、阳离子交换性、催化性、粘结性、悬浮性和可塑性等特别性能，被誉为是“万能粘土”。

1、钻井泥浆膨润土在水溶液中具有优良的悬浮性和触变性，即在有外加搅拌时，悬浊液表现为流动性很好的溶胶液，停止搅拌后会自行排列成立体网状结构的凝胶，而不发生沉降和水析离，特别适于配制钻井泥浆。

据了解，平均每采一口井，大约使用膨润土8吨。

2、冶金球团用粘结剂膨润土具有良好的吸水、分散、润滑、增稠等性能，通过对水的作用来实现对铁精粉的粘结，是重要的冶金球团用粘结剂。

3、型砂粘结剂钠基膨润土可塑性强、复用性好、湿压强度高、成型性强、型腔强度高，可防止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等，便于金属行业浇铸湿态或干态型模，是精密铸件首选的型砂粘结剂。

4、饲料添加剂膨润土中含有10多种矿物元素，大都是禽畜生长发育必需的常量和微量元素。

在饲料中添加膨润土可使动物精力旺盛，羽毛干净、成活率高，抗病力强。

5、猫砂猫砂一直是欧洲膨润土最大的应用市场，占其消费总量的29%。

在碰到猫咪的粪便和尿液时，膨润土猫砂能够快速成团，作为猫砂用膨润土要求吸附液体和臭味本领强，颗粒大小均匀，受潮后不崩解。

6、药用助悬剂混悬剂具有较好的生物利用度，制成悬剂给药更简单，特别是对儿童和吞咽困难的老人来说，给服药带来了便利，膨润土就是混悬剂中性能优良的助悬剂。

7、止泻药膨润土的重要成分蒙脱石具有层纹状结构及非均匀性电性分布，对消化道内的一些病毒，病菌及毒素产生较强的选择性吸附作用。

如由法国益普生公司研制的思密达（SMECTA）就是以蒙脱石为重要成分的消化道粘摸保护剂。

8、干燥剂膨润土干燥剂具有吸附活性、静态减湿和异味去除等功效，广泛应用于不能采纳油封、气相封存的产品中，如光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装的干燥空气封存。

9、动植物油脱色剂以膨润土为原材料经无机酸活化后制得活性自土，吸附和脱色性能好，具有脱色、去臭、去毒、降低油脂氧化的功效，可广泛用于动植物脂的脱色精炼，如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油等。