一步水热改性凹凸棒石黏土及性能研究

以凹凸棒石(Pal)黏土为原料,采用一步酸化-有机改性制备改性Pal,对其性能和黏度进行了研究。结果表明,采用酸化可去除可溶性杂质及解离Pal晶体,增加Pal的比表面积和孔径,但对Pal黏度提高能力有限。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性可在Pal表面引入有机基团,其憎水性使Pal颗粒稳定,可提高改性Pal在水中的黏度。酸洗后引入CTAB,CTAB不影响Pal结构性能,且极大地提高了改性Pal在水溶液中的黏度。当HCl浓度和CTAB的质量浓度分别为1 mol/L和10 g/L时,改性Pal的黏度可达到1280 mPa·s。这是因为改性剂阳离子吸附后虽然会增加Pal表面正电荷,但也分散了Pal晶体,增加了Pal表面的暴露,CTAB碳链的憎水性使Pal颗粒稳定,进一步提高了Pal的zeta电位绝对值,Pal颗粒间斥力增大,改性Pal在水中的黏度得到大幅提高。进一步增加改性剂浓度会提高Pal表面正电荷或者碳链数量,导致其负电荷及zeta电位绝对值下降,黏度反而下降。