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沸石族矿物晶体结构的特点之一是都存在有大小不等的孔道,水分子就存在于这些孔道之中(详见第十六章沸石族矿物),水分子则常集结在占据晶格一定位置的阴离子周围,并与之发生配位,其含量有一个高的上限值。此数值与矿物其它组分的含量有简单的比例关系。然而,沸石晶格中的各种孔道都是与外界相通的,因此随外界温度和湿度的改变,水可以通过孔道逸出或进入,即沸石水的含量也可在一定范围内变化。
沸石族矿物一般从80℃开始失水;至400℃时水全部析出,其析出过程是连续的。失水后原矿物的晶格不发生变化,只是它的一些物理性质——透明度、折光率和比重随失水量的增加而降低。失水后的沸石仍能重新吸水,并恢复到原来的含水限度,从而再现矿物原来的物理性质。
含有层间水和沸石水的矿物,大部具有吸附性阳离子,而这些吸附性阳离子又可伴随着水分子的逸出或进入与介质中的阳离子发生交换,所以通常把这种吸附性阳离子又称为可交换阳离子,此类矿物的这种特性称为阳离子交换性质。
综上所述,除吸附水外,其它形式的水都是矿物的重要组成,并随其在矿物中的存在形式和性质不同,对矿物的晶体结构和物理性质产生不同的影响,含层间水及沸石水的矿物的阳离子交换性质又是引起此类矿物化学成分变化的重要原因,并从而具有某种实用价值,所以详细研究水在矿物中的特性是很重要的,尤其对于从事石油、水文及工程地质的工作者的本身业务来说,掌握上述各种水的特性将更具有特殊的意义。
1.要按用途选用沸石粉的规格。如用于水质改良应使用180目至200目的规格。
沸石离子交换脂肪酸或树脂作封端剂,可以得到端羧基聚酯。该聚酯在某些情况下可直接用作超分散剂(如用于金属氧化物粉末在芳烃溶剂中的分散),也可以通过一定的化学反应与锚固基团相连。例如,端羧基聚酯可以和多元胺及醇胺类物质反应生成以一C一NH一或一C一0—为桥基、以胺为锚固基团的超分散剂。该超分散剂还可以与矿物酸、有机羧酸及颜料磺化衍生物反应,将锚固基团转变为胺盐。也可以和硫酸二甲酯、硫酸二乙酯等烷基化试剂反应将锚固基团转变为季铵盐。合适的多元胺或醇胺类物质的例子有多乙烯多胺、N,N-二甲基氨基丙胺、十八氨基丙胺、二乙基乙醇胺等。
聚丙烯酸酯型超分散剂丙烯酸酯单体的选择范围非常广泛,其溶剂化链的极性与溶解度参数可以通过改变共聚单体的投料比方便地进行调节,因此适用范围较广。为了得到单官能团化的溶剂化链,一般选用巯基酸、巯基醇等物质作为链转移剂。溶剂化链的相对分子质量可以通过改变引发剂与链转移剂的用量来进行控制
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沸石离子交换不会在颗粒表面导入亲油膜,从而不致影响终产品的应用性能。
结构特点
超分散剂的分子结构分为两部分:其中一部分为锚固基团,常见的有一R2N、一R3N+、一COOH、一COO-、一SO3H、一SO2-、一PO42-.多元胺、多元醇及聚醚等, 它们可通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在固体颗粒表面,防止超分散剂脱附;另一部分为溶剂化链,常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃及聚丙烯酸酯等,按极性大小可分为三种:低极性聚烯烃链;中等极性的聚酯链或聚丙烯酸酯链等;强极性的聚醚链。在极性匹配的分散介质中,溶剂化链与分散介质具有良好的相容性,在分散介质中采取比较伸展的构象,在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。
作用机理
超分散剂作用机理包括锚固机理和溶剂化机理两部分。
锚固机理
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