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膨润土的深加工及其应用研究

作　者: 柴茂
导　师: 郝立波
学　校: 吉林大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 有机膨润土活性膨润土橡胶填料
分类号: TQ330.38
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

我国地大物博，非金属矿物资源丰富。然而近些年来，我国膨润土等非金属矿的出口量却逐年呈增长趋势，这虽然为我国创造了一定的经济价值，但是我国许多工业和民用日常生活所需要的膨润土等非金属矿深度开发产品却需要从国外引进，这说明我国在膨润土的深度开发领域处于弱势地位。为了进一步充分利用我国的地矿资源，促进国民经济健康发展，我们必须大力发展膨润土矿的深度开发技术水平，因此加强膨润土的深度开发具有重要意义。本论文以膨润土作为主要的实验研究对象，通过对膨润土的表面有机改性研究，制备了有机膨润土和活性膨润土，并开展了活性膨润土作为橡胶填料的实验研究。在制备有机膨润土的实验中，通过XRD、DTA、TG和IR等表征手段研究了钠基膨润土与不同覆盖剂复合制得的有机膨润土的结构，并探讨了制备有机膨润土的最佳实验条件，同时也研究了钙基膨润土有机复合物的制备过程及结构特征。实验结果表明，丙烯酰胺作为有机覆盖剂能够进入到钠基膨润土层间，形成丙烯酰胺–钠基膨润土复合物。该复合物在150℃下焙烧30分钟，能使其中的丙烯酰胺聚合成聚丙烯酰胺，形成聚丙烯酰胺有机膨润土。制备有机膨润土时，有机覆盖剂的最佳用量为所用膨润土离子交换容量的1.5倍，混合时覆盖剂的浓度应为膨润土悬浮液的2倍。将钙基膨润土直接作为原料，用溴代十六烷基三甲基胺进行有机覆盖，制得了较好的有机膨润土，可将钙基蒙脱石层间距增大，失重量增加。在活性膨润土制备的实验研究中，通过密度测试、粒度测试、离子交换容量测试、硅含量测试以及差热曲线和热重曲线的分析得出，制备活性白土的最佳实验条件：酸的浓度为20%，加热搅拌时间为8小时。在研究膨润土作为橡胶填料的实验过程中，原土和活性白土都必须经过表面有机改性后才能作为橡胶填料。通过红外光谱分析以及力学性能测试(扯断力、伸长率、定伸、永久变形、硬度)得出实验2和实验3制得的试样完全可以代替白炭黑作为橡胶的填料，它们不仅可以使橡胶制品的性能得到提高，而且还可以使生产成本降低。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-25
  1.1 膨润土的简介  10-13
  1.2 膨润土矿的开发利用状况  13-14
  1.3 蒙脱石的基本特性  14-17
  1.4 膨润土的应用  17-20
  1.5 蒙脱石深加工产品的研究现状  20-23
  1.6 论文研究的目的  23-25
第2章实验部分  25-30
  2.1 实验所用材料  25
  2.2 有机膨润土的制备  25-26
  2.3 活性膨润土的制备  26-30
第3章有机膨润土的结构表征  30-44
  3.1 丙烯酰胺–膨润土复合物  30-35
  3.2 有机覆盖剂最佳用量条件探讨  35-39
  3.3 钙基膨润土-有机复合物的结果分析  39-42
  3.4 本章小结  42-44
第4章活性膨润土做橡胶填料  44-51
  4.1 活性膨润土的密度分析  44
  4.2 活性膨润土的粒度分布  44-45
  4.3 活性膨润土的离子交换容量  45-46
  4.4 活性膨润土硅含量的测试结果  46
  4.5 活性膨润土的差热和失重分析  46-48
  4.6 红外分析  48-49
  4.7 应用实验结果分析  49-50
  4.8 本章小结  50-51
第5章结论  51-52
参考文献  52-56
作者简介及在学期间所取得的科研成果  56-57
致谢  57

膨润土的深加工及其应用研究

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