Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
N- NA NC NH NP

Na-монтмориллонит

 
Водные дисперсии Na-монтмориллонита, которые относятся ко второй группе кривых / Су - С ( / ( у 1), при малых концентрациях дисперсной фазы ( 14 - 18 %) обладают высокими значениями условного модуля деформации и коэффициента устойчивости. Процесс пептизации и самопроизвольного диспергирования ( за счет иона натрия) способствует увеличению числа частичек в единице объема и повышению непосредственных контактов дисперсной фазы, которые принимают участие в процессах коа-гуляционного структурообра-зования водных дисперсий глин.
Диаграмма развития деформаций в суспензиях. Наибольшей устойчивостью обладают суспензии Na-монтмориллонита и наименьшей - Mg-монтмориллонита. Понижение устойчивости при катионном обмене весьма значительно.
На рис. 1 приведен ИК-спектр ацетонитрила, адсорбированного Na-монтмориллонитом.
Исследования, проведенные Ф. Д. Овчаренко, показали, что для Na-монтмориллонита теплота смачивания составляет примерно 12 кал / г, а для Са-монтмориллонита - 20 кал / г. Высокие значения структурно-механических суспензий Na-образцов определяются, главным образом, количеством структурообразующих частиц в единице объема системы, а также значительным развитием сил дальнодействия в результате образования мощных диффузных слоев дисперсионной среды. Поэтому водные дисперсии монтмориллонита, замещенного ионами натрия и кальция, резко отличаются между собой по структурно-механическим показателям коагуляционных структур. Подобное явление мы не наблюдаем в суспензиях каолинита, обладающего жесткостью кристаллической структуры и проявляющего лишь незначительно способность к пептизации при замещении обменных ионов ионами натрия.
График влияния добавок УЩР ( а и гипана ( б на показатели набухания гомоионных форм монтмориллонита. Эксперименты показывают, что величина набухания и влажности природного и особенно Na-монтмориллонита от добавок УЩР уменьшается незначительно, но у Са - и Fe-монтмориллрнита наблюдается тенденция к некоторому увеличению значений / / и Wa.
Как теплота смачивания, так и суммарная емкость катионного обмена при увеличении содержания Са - в Na-монтмориллоните изменяется незначительно. В то же время добавки Na - в Са-монтмо-риллонит изменяют гидрофильные свойства смесей: теплоту смачивания с 20 5 до 14 5 кал. ЮО г. Более значительный эффект действия катиона Na в смесях Na-Са - монтмориллонита следует считать результатом его диспергирующего действия на пакеты монтмориллонита и более высокой энергии взаимодействия молекул воды монослоя с поверхностью минерала в Na-монтмориллоните.
В работе [36] было обнаружено, что для тонких ( до 20нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды действительно обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление, сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [115] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
Спектры ЯМР протонов воды в дисперсиях Li-монтмориллонита. В работе [18] было обнаружено, что для тонких ( до 20 нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [19] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
Эффективные коэффициенты диффузии дейтерированной воды в пастах Lilt Na-монтмориллонита при различных температурах. В работе [36] было обнаружено, что для тонких ( до 20 нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды действительно обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [115] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
В качестве результатов, наиболее непосредственно указывающих на изменение структуры жидкостей в граничных слоях, следует указать оптическую ани-аотропию прослоек воды в набухшем Na-монтмориллоните [30], а также слоев нитробензола на поверхности активированного стекла [31], и значения периодов релаксации протонов, измерявшихся в [32] методом ядерного магнитного резонанса.

В качестве результатов, наиболее непосредственно указывающих на изменение структуры жидкостей в граничных слоях, следует указать оптическую анизотропию прослоек воды в набухшем Na-монтмориллоните [30], а также слоев нитробензола на поверхности активированного стекла [31], и значения периодов релаксации протонов, измерявшихся в [ 321 методом ядерного магнитного резонанса.
В качестве результатов, наиболее непосредственно указывающих на изменение структуры жидкостей в граничных слоях, следует указать оптическую анизотропию прослоек воды в набухшем Na-монтмориллоните [30], а также слоев нитробензола на поверхности активированного стекла [31], и значения периодов релаксации протонов, измерявшихся в [32] методом ядерного магнитного резонанса.
Аналогичное, но заметно меньшее возрастание устойчивости наблюдается и в случае обработки суспензий гомоионных форм монтмориллонита электролитом с одноименным катионом. В случае обработки Na-монтмориллонита солями СаСЬ и FeCI3 устойчивость суспензий понижается, а константы качества ухудшаются. По своим структурно-механическим характеристикам суспензии Na-форм не отвечают структурно-механическим критериям устойчивости.
Механизм набухания глинистых частиц, удержания этими частицами молекул воды и их электропроводности выяснен недостаточно. Более полно эти вопросы изучены для Na-монтмориллонита. У этого минерала структура гидратного слоя подобна структуре такого слоя у слюд, но отличается от нее тем, что толщина слоя на поверхности мицеллы монтмориллонита не постоянна и изменяется в зависимости от водосодержания. С увеличением водосодержа-ния происходит разбухание мицеллы, причиной которого является в основном увеличение степени гидратации обменных катионов, расположенных в межпакетных промежутках мицеллы.
Катион натрия весьма значительно диспергирует частицы монтмориллонита, снижая концентрацию дисперсной фазы, необходимую для образования пространственной сетки, более чем в 2 раза. Наиболее высокие модули упругости сдвига у А1 - монт-мориллонита, у Na-монтмориллонита наблюдается самая высокая вязкость, несмотря на минимальное содержание твердой фазы. В отличие от дисперсий каолинита водные дисперсии монтмориллонита, замещенного ионами натрия и кальция, резко различаются между собой по структурно-механическим показателям коагуляционных структур вследствие сильно развитого процесса псптизации за счет иона натрия.
Согласно полученным результатам ( см. табл. 44 - 46), взаимодействие Na-монтмориллонита с растворами электролитов СаС12 и FeCl3 при концентрации более 0 3 моль / л приводит к уменьшению величин набухания и предельной влажности и возрастанию значения пластической прочности Рт в значительно большей степени, чем при набухании их в растворе одноименного катиона.
Меньшее число межмолекулярных водородных связей, в которых ( в среднем) участвует молекула воды, наряду с наличием противоионов приводит к понижению температуры замерзания граничного слоя. По данным [83, 103, 127], основная масса воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита замерзает в интервале от - 3 до - 5 С. Однако даже при - 10 С около 0 3 г Н2О на 1 г глины ( что примерно соответствует количеству адсорбционно связанной воды при p / ps - 0 9) еще остается незамерзшей.
Эксперименты [16] также показывают, что поверхностные слои воды на границе раздела фаз вода - гелий имеют более низкую, чем обычная вода, плотность. В то же время по данным совместных адсорбционных и рентгеновских измерений [3] и дифракции нейтронов [17] плотность двух и четырех слоев воды, адсорбированной между алюмосили-катными пакетами Na-монтмориллонита, соответственно на 8 и 5 % выше плотности обычной воды. Для настоящего обсуждения важен, однако, сам факт, что плотность граничных слоев воды толщиной до 6 - 8 5 нм в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита отличается от плотности объемной жидкости. Это является доказательством того, что структура граничных слоев отличается от структуры обычной воды.
В работе [18] было обнаружено, что для тонких ( до 20 нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [19] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
В работе [36] было обнаружено, что для тонких ( до 20 нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды действительно обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [115] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
В работе [36] было обнаружено, что для тонких ( до 20нм) прослоек воды между частичками набухшего Na-монтмориллонита характерно оптическое двойное лучепреломление. Следовательно, граничные полислои воды действительно обладают анизотропной структурой. Дублетное расщепление, сигнала ЯМР протонов воды в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита с концентрацией твердой фазы 8 % и выше [115] подтверждает это заключение, указывая на анизотропный характер движения молекул граничных слоев воды.
Одним из наиболее интересных свойств окиси графита является способность ее сорбировать полярные жидкости. При сорбции воды происходит незначительное набухание до тех пор, пока содержание воды не достигнет 4 5 %, но при поглощении большего количества воды расстояние с линейно возрастает, достигая примерно 120 А при содержании воды 50 вес. Набухание может привести к образованию в слое гигантских двухмерных молекул, аналогичных тем, которые имеются в Na-монтмориллоните. Арагон и др. [9] сравнили изменения межслоевого расстояния в окиси графита и монтмориллоните при использовании в качестве сорбатов к-аминов диаминов и спиртов. В обоих сорбентах при поглощении к-аминов, имеющих от 4 до 16 атомов углерода в цепи, межслоевое расстояние увеличивается примерно на 2 6 А на каждый атом углерода. Это говорит о наличии двойного слоя вертикальных цепей, расположенных между каждой парой слоев. С другой стороны, значения межслоевых расстояний недостаточно велики для размещения двух таких рядов молекул аминов вертикально один над другим. Поэтому предложили считать что свободные концы могут несколько перекрываться, а первые два или три атома углерода, соседние с группой NH2, могут лежать на поверхности слоя решетки.
Для типичных золей протяженность этого слоя в глубь водной фазы может достигать 100 - 150 нм. Однако для монтмориллонита и вермикулита эти расстояния, как показывают измерения методом малоугловой рентгенографии [102, 129], ограничены 20 - 30 нм. В работах [130, 131] убедительно показано, что при / i5 - - 7 нм набухание Li - и Na-монтмориллонита регулируется ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления.
Для типичных золей протяженность этого слоя в глубь водной фазы может достигать 100 - 150 нм. Однако для монтмориллонита и вермикулита эти расстояния, как показывают измерения методом малоугловой рентгенографии [102, 129], ограничены 20 - 30 нм. В работах [130, 131] убедительно показано, что при / г 5ч - 7 нм набухание Li - и Na-монтмориллонита регулируется ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления.
Эксперименты [16] также показывают, что поверхностные слои воды на границе раздела фаз вода - гелий имеют более низкую, чем обычная вода, плотность. В то же время по данным совместных адсорбционных и рентгеновских измерений [3] и дифракции нейтронов [17] плотность двух и четырех слоев воды, адсорбированной между алюмосили-катными пакетами Na-монтмориллонита, соответственно на 8 и 5 % выше плотности обычной воды. Для настоящего обсуждения важен, однако, сам факт, что плотность граничных слоев воды толщиной до 6 - 8 5 нм в дисперсиях Li - и Na-монтмориллонита отличается от плотности объемной жидкости. Это является доказательством того, что структура граничных слоев отличается от структуры обычной воды.

Как теплота смачивания, так и суммарная емкость катионного обмена при увеличении содержания Са - в Na-монтмориллоните изменяется незначительно. В то же время добавки Na - в Са-монтмо-риллонит изменяют гидрофильные свойства смесей: теплоту смачивания с 20 5 до 14 5 кал. ЮО г. Более значительный эффект действия катиона Na в смесях Na-Са - монтмориллонита следует считать результатом его диспергирующего действия на пакеты монтмориллонита и более высокой энергии взаимодействия молекул воды монослоя с поверхностью минерала в Na-монтмориллоните.
Диаграмма развития деформаций в водных дисперсиях смесей Na - и Са-форм черкасского монтмориллонита. 1 Na-форма. 2 Са-форма. 3 Na. Са - 10. 90. 4 Na. Са - 20. 80. 5 Na. Са - 6 Na. Са - 40. 60. 7 Na. Са - 50. 50. 8 Na. Са - 60. 40. 9 Na. Са - 70. 30. 10 Na. Ca - 11 Na. Са - 90. 10. Структурно-механические характеристики изменяются следующим образом: эластичность X и период истинной релаксации в уменьшаются, а пластичность PKl / v ] i возрастает. Значительно изменяются деформационные характеристики системы. Для Na - и Са-монтморил-лонита характерно приблизительно одинаковое соотношение трех видов деформаций ( рис. 41, по-зиц. Введение в дисперсию Са-монтмориллонита 10 % Na-монтмориллонита меняет количественное распределение типов ко-агуляционных контактов.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11