(1)離子浸泡改性將蛭石離子改性后煅燒可以提高蛭石的膨脹效果。這種方法在Yang的專利中論及,該文獻(xiàn)用K1、NH4+、Cl-,N03-等離子溶液對(duì)蛭石進(jìn)行浸泡,在足夠的時(shí)間內(nèi)可以使溶液中的離子與蛭石的屢間離子發(fā)生離子交換,從而對(duì)蛭石進(jìn)行改性,在較低的溫度下即可以達(dá)到很好的嘭脹效果。北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究中,蛭石片徑為2~4mm,浸泡改性時(shí),除了上述專利所述的離子種類外,還進(jìn)一步使用了Mg、Al等金屬離子,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Mg離子對(duì)于蛭石膨脹的正面影響最大,K離子次之。
資料統(tǒng)計(jì)表明,蛭石中MgO的含量對(duì)蛭石的膨脹影響較明顯,新疆且干布拉克蛭石Mg0含量高,受熱膨脹倍數(shù)高。還有研究表明,鐵和鈦的含量高會(huì)使膨脹倍數(shù)減小。這些現(xiàn)象和層間結(jié)合水的多少有直接的關(guān)系,而這些元素本身只是間接的因素。通過浸泡,使蛭石的層間聚集了大量的陽離子,而這些陽離子可以結(jié)合水分成為結(jié)合水。層間陽離子在層間常和水分子結(jié)合成八面體配位,層間陽離子含量高,相應(yīng)結(jié)合水的含量也大,因而在蛭石膨脹時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣壓力亦大,引起的膨脹亦大。Mg2+在蛭石結(jié)構(gòu)中一方面充填八面體空隙,另一方面可作為層間陽離子進(jìn)入層間。Fe、Ti在蛭石的晶體結(jié)構(gòu)中常代替Mg2+進(jìn)入八面體空隙,這樣蛭石單元層的層電荷就相應(yīng)減少,因而層間陽離子的數(shù)目也要相應(yīng)減少,引起層間結(jié)合水的含量相對(duì)較少。此外,結(jié)合水的含量還和層間陽離子的水化有關(guān),Mg2+的水化能力強(qiáng),有二水分子層,因此通常會(huì)使蛭石產(chǎn)生更好的膨脹效果。
(2)噴油改性對(duì)蛭石表面噴上一層微量的植物油進(jìn)行煅燒后,與同溫度未噴油的蛭石相比,其膨脹度可以得到一定程度的增加。噴的油可以是大豆油、蓖麻油等。北京京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究中對(duì)蛭石表面噴水、噴植物油、硝酸鉀改性后噴植物油、未改性直接煅燒四種方式做了對(duì)比。蛭石片徑為2~4mm,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過對(duì)蛭石表面進(jìn)行噴油處理可以大大降低膨脹蛭石的堆積密度。
這可能是蛭石表層形戚的均勻油膜,在加熱過程中形成了阻擋蛭石內(nèi)部水分蒸發(fā)的阻擋層,使得蛭石內(nèi)部的壓力變大,在此壓力下水分的蒸發(fā)致使蛭石片層膨脹更大,故膨脹效果優(yōu)于一般直接煅燒。
另外值得關(guān)注的是噴油比噴水改性效果更好。這可能與不同物質(zhì)的膜層在蛭石表面的表面張力、吸附效果不同有關(guān)。因此通過改變噴灑物質(zhì)就有可能改善蛭石的膨脹效果。