高纯膨润土的制备、性能表征及应用研究

论文摘要

高纯膨润土及膨润土无机凝胶是膨润土高附加值利用的一个重要方面。本文以山东潍坊（WF）、莱西（LX）膨润土为原料,对高纯膨润土和无机凝胶的制备工艺、性能表征及无机凝胶在牙膏中的应用性能、高纯膨润土在医药中的应用性能进行了系统的研究。首先通过对WF、LX膨润土阳离子交换容量（CEC）的实际测定,提出了一种有效测试蒙脱石含量的方法,命名为纯样品CEC标定法。该方法考虑了膨润土中杂质、蒙脱石层间可交换阳离子类型及端面电荷对测定结果的影响,推荐的测试条件是以钠基土为试样,在pH=4的条件下采用加权法测定蒙脱石含量。通过对高纯膨润土制备工艺的系统研究,得到的最佳工艺条件为:分散机转速1500rpm,矿浆浓度10%,焦磷酸钠用量1%,分散时间1h,离心机转速2000rpm,氢氧化钠用量10%,碱溶温度85℃,碱溶时间2h。X射线衍射、化学成分分析及原矿、精矿性能指标的测试结果显示所得精矿蒙脱石含量可达95%以上,精矿各项性能指标远远好于原矿。通过对膨润土无机凝胶性能影响因素的系统研究,发现选用低层电荷、蒙脱石含量大于95%的原矿,矿浆浓度控制在5%-6%,介质pH调至近中性,反应温度采用室温,球磨时间控制在50min,凝胶性能最好;此外,电解质的混入将导致凝胶性能下降;凝胶性能随成品中水分含量的增加而下降。对WF无机凝胶流变性能的测试结果显示:WF、SM无机凝胶均呈现粘塑性体流性,存在静切应力与动切应力,粘度随剪切率的增大而减小;具有触变性。二者的静切应力值分别为33.98Pa、45.16Pa,动切应力值分别为91.89Pa、78.93Pa;触变值分别为95.2dyne.s/cm2、83.7dyne.s/cm2。通过膨润土无机凝胶在牙膏中的应用试验研究,得到的无机凝胶与CMC的最佳质量复配比为3:8。对比试验结果显示:中低层电荷WF无机凝胶与羧甲基纤维素钠的复配效果要优于高层电荷LX无机凝胶、WF钠化土以及单独使用CMC,可与SM相媲美。高纯膨润土在医药中的应用试验结果显示:WF、LX提纯土都适合作为药用膨润土原料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 高纯膨润土的制备与性能表征研究概况
• 1.3 膨润土无机凝胶的制备及其性能研究概况
• 1.4 高纯膨润土的应用研究概况
• 1.5 高纯膨润土的制备、表征及应用存在的主要问题
• 1.6 课题研究目的、意义及主要内容
• 2 原料、试剂、仪器设备及试样性能表征方法
• 2.1 原料与试剂
• 2.2 仪器与设备
• 2.3 试样性能表征方法
• 3 高纯膨润土制备工艺研究
• 3.1 蒙脱石含量测试方法研究
• 3.2 高纯膨润土制备工艺研究
• 3.3 本章小结
• 4 膨润土无机凝胶制备工艺优化
• 4.1 膨润土无机凝胶制备工艺优化
• 4.2 无机凝胶流变性能研究
• 4.3 本章小结
• 5 高纯膨润土的应用性能研究
• 5.1 膨润土无机凝胶在牙膏中的应用
• 5.2 高纯膨润土在医药中的应用
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 主要参考文献
• 攻读硕士期间发表论文情况