凹凸棒石材料在中空玻璃专用干燥剂中的运用_番禺玻璃材料_百度空间
凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石,1862年萨夫钦科发现于苏联乌拉尔,1913年,费父斯曼根据所发现的矿区把它命名为Palygorskite。后来在美国佐治亚洲的Attapulgus地区和法国的莫尔摩隆地区的漂白土中也发现了该种矿物,并由第拉白连特1935年采用Attapulgite之名。1976年,中国学者许冀泉根据凹凸堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征,译成“凹凸棒石”,近年来在国内传用。凹凸棒石是一种具2 ∶ 1型层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其理想分子式为: (Mg,Al,Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)4·4H2O,理论化学成分为:SiO2 56.96%;(Mg,Al,Fe)O 23.83%;H2O 19.21%。凹凸棒石沿y轴向四面体片角顶每隔一定周期作180°翻转,构成平行x 轴(纤维延长方向,即a 轴,长5.2A°)的链条及通道。凹凸棒石链条中有5个八面体位置,通道截面积半径为(3.7A°× 6.4A°) 。孔道内充填沸石水。 凹凸棒石纤维长约0.5~1μm,长、径比为20 ∶ 1,有些纤维长达1 cm以上,晶体形状为针状、棒状、纤维状。
  凹凸棒石比重轻(2.0~2.3g/cm3),摩氏硬度2-3级,潮湿时呈粘性和可塑性,干燥收缩小,且不产生龟裂,吸水性强,可达到150%以上,PH=8.5±1,由于内部多孔道,比表面大,可达500m2/g以上,大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中,电化学性能稳定,不易被电解质所絮凝,在高温和盐水中稳定性良好。
  由于凹凸棒石的优异性能,被广泛应用于石油、化工等领域。值得注意是凹凸棒石比表面积很高、吸附性能优异、选择性吸附能力强、阳离子交换容量(CEC)较大,粘度高。这些特殊的性能决定了它作为干燥剂有非常优异的表现。
  江苏省凹土工程技术研究中心利用凹凸棒石的特性,多年来与多家科研院所合作,经过对凹凸棒石提纯、阳离子交换、凹凸棒石活化改性等一系列的技术攻关,获得了多项技术专利,生产出了具有优异性能的活性提纯纳米凹凸棒石。利用活性提纯纳米凹凸棒石生产的中空玻璃专用干燥剂,性能优异,符合GB10504-89和中空玻璃的使用要求。除此以外,博图牌中空玻璃干燥剂还有以下优越性能。
  中空玻璃的面积如果大于1M2的话,要考虑干燥剂对N2、O2及Ar气的吸附,空气主要组成是N2分子直径为3.6■,O2直径为3.5■,H2O分子直径为2.6■,Ar分子直径为3.4■。如果用4■分子筛作干燥剂,在吸附水气的同时,还吸附N2、O2及Ar气,引起间隔层负压,导致玻璃内挠;若由于温度升高,又会解吸附引起外挠,这样内挠、外挠频繁交替,会使密封胶失效,降低使用寿命,而用3■分子筛,以上问题就可解决,只吸水不吸N2、O2及Ar气。凹凸棒石具有选择性吸附能力,凹凸棒石原料表面呈负电性,呈极性,即OH-,对极性分子的H2O分子极易吸附,对非极性分子的N2、O2不吸附,其吸附能力依次为:水>醇>醛>酮>正烯>中性脂>芳烃>环烷烃>烷烃。因此用纳米凹凸棒石棒生产的博图牌中空玻璃干燥剂对氮气的吸附结果与3■分子筛基本一致。经上海化工院检测,博图牌中空玻璃干燥剂的吸N2量为0.5mg/g,远低于中空玻璃用干燥剂2mg/g的标准。
  由于中空玻璃的密封胶中必然含有少量挥发性有机溶剂,如果不能被吸收,安装后中空玻璃容易产生有机雾。由于有机分子属于大分子,3■分子筛不能吸附这些有机物。凹凸棒石纤维状会部分搭成少量较大的孔道,再加上凹凸棒石对有机物的选择性吸附能力强,因此能吸掉密封胶中含有的少量挥发性有机溶剂。几年来的实践证明,使用博图牌中空玻璃干燥剂生产的中空玻璃还没有出现有机雾的现象。
  由于凹凸棒石通道截面积半径为(3.7A°× 6.4A°),经过阳离子交换后,孔径进一步缩小,吸附能力强。又由于凹凸棒石成纤维状,长约0.5~1μm,孔道长,因而吸附速度比分子筛慢,经测试,前几小时内博图牌中空玻璃干燥剂的平均吸附速度为分子筛的五分之二。这种吸附速度对于中空玻璃是非常有利的。如果初始速度太快,在相同的时间内与空气的接触过程中水汽的吸附量大,损失较大的初始吸附量,导致剩余吸附量必然减少,这对于保证中空玻璃的长期使用寿命是不利的。
  由于凹凸棒石本身粘度很高,高温烧结后强度高,基本上没有粉尘,这对于中空玻璃保持内部干净美观是非常重要的。由于分子筛所用原粉基本上没有粘度,烧结后很容易产生粉尘。博图牌中空玻璃干燥剂在这一点上优势很明显。
  另外一个值得我们xx的问题是环境问题。博图牌中空玻璃干燥剂从原料的生产到合成中空玻璃专用干燥剂,整个过程都是环境友好型的。而3■分子筛的原粉生产过程对环境的影响很大。分子筛合成方法,主要有两种。一是全合成法即化工原料法,另一种是半合成法,即用xx黏土或xx沸石转化成分子筛。全合成法均是利用纯的化工原料合成,需要大量的化学制剂,其次工艺复杂、能耗高,特别是其合成常常需要加入有机模板、增孔剂、无机盐和有机胺等。这些物质都会在一定程度上对环境和人畜造成污染。分子筛半合成法虽然使用的矿物原料成本校较低,但原料处理工艺复杂,能耗、水耗都较高,会产生大量酸碱废液,如处理不当,会对环境 产生很大影响。
  在国家大力提倡节能降耗,防止环境污染的大环境下,近几年,我们的中空玻璃产品为国家所重视,就是因为中空玻璃产品最能符合节能降耗的要求。而中空玻璃的原材料是不是也应该多多地采用节能降耗的原辅材料呢?因此全面系统地考虑产品产生的综合效应是我们义不容辞的责任。
  从凹凸棒的特性、环保及节能降耗的特点看。凹凸棒在中空玻璃专用干燥剂中的运用前景广泛,产生的综合效应难以估量。为此,我们对我们的产品在中空玻璃行业中的运用充满信心。


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