有机膨润土的凝胶性能主要包含在有机溶剂中的分散性、凝胶强度、触变性和热稳定性。分散性决定了它在溶剂中能否均匀分布;凝胶强度关乎形成的凝胶结构牢固程度;触变性体现其受外力作用时粘度变化特性;热稳定性则表明在不同温度环境下维持性能稳定的能力。这些性能对于有机膨润土在涂料、油墨、化妆品等众多领域的应用十分关键。
分散过程原理
和水基凝胶类似,当有机膨润土被大量有机溶剂湿润后,低分子量极性分散剂会渗入层间。它沿着硅氧四面体层面嵌入层间的有机阳离子空间,同时将有机阳离子长链抬高,使得层间距增大,进而形成内膨胀,单位晶胞体积增大。在溶剂的溶剂化作用下,层状集合体分离成更小的薄片,这个就是分散过程。分散得越充分,有机膨润土在后续应用中发挥的效果就越好,比如在涂料中可使颜料分散更均匀,避免团聚沉降。
凝胶形成机制
分散后的有机膨润土(蒙托石)薄片,端面带有一定量的正电荷;层面的部分有机阳离子在少量水分子和极性分散剂的协助下,有小部分会转移到溶剂之中,从而使层面带有一定量的负电荷。因为溶剂化的有机膨润土(有机蒙托石)单位晶胞的层面和端面电性存在差异,所以会形成无数个单位晶胞的端面与层面之间的缔合(由于断键的恢复,端面与端面之间也会发生缔合),最终形成具有一定粘度的假塑性体,也就是我们所说的有机膨润土凝胶。这种凝胶结构赋予产品独特的流变性能,如在化妆品中可调节膏体的涂抹性和稳定性。
影响凝胶性能因素
有机膨润土的凝胶性能,除了与生产时所使用的膨润土、表面活性剂的结构相关外,在实际使用过程中,主要与溶剂体系有关。不同类型的膨润土本身特性有差异,比如蒙脱石含量高的膨润土制成的有机膨润土凝胶性能往往更优;表面活性剂的结构影响其与膨润土的结合及在溶剂中的分散效果。溶剂体系方面,溶剂的极性、溶解度参数等会影响有机膨润土的分散和缔合,例如极性溶剂与非极性溶剂中,有机膨润土凝胶性能表现不同 ,选择合适溶剂体系能最大化发挥其凝胶性能。
管理员
该内容暂无评论