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水滑石成熟的合成方法是共沉淀法,在水中產生,所以名字中有“水”。在LDHs晶體結構中,由于受晶格能低效應及其晶格定位效應的影響,使得金屬離子在層板上以一定方式均勻分布,即在層板上每一個微小的結構單元中,其化學組成不變。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。具有層狀結構、層間離子具有可交換性,所以名字中有“滑”1842年首先從片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦。所以名字里有“石”。所以叫“水滑石”。水滑石是一類具有特殊結構的層狀無機材料. 具有可調變的組成及獨特的結構和性能,在離子交換、吸附分離、催化、藥等領域得到廣泛應用。
特別是水滑石類材料所具有的選擇性、紅外吸收性和離子交換性等一些特殊性能,使其作為新型無機功能材料已應用于PE農膜(保溫劑)和PVC(沒毒熱穩(wěn)定劑)等高分子材料中,顯示了獨特的性能. 作為無機功能材料,水滑石在復合材料中的應用必然涉及其粒子尺寸和分布,因此對水滑石晶化規(guī)律的研究非常重要. 水滑石成熟的合成方法是共沉淀法,如單滴法、雙滴法。熱穩(wěn)定性能LDHs加熱到一定溫度發(fā)生分解,熱分解過程包括脫層間水,脫碳酸根離子,層板羥基脫水等步驟。
由于沉淀粒子是漸次產生,從一個粒子的形成到后一個粒子的產生,其時間相差很大,必然導致粒子大小不均,因此好能將成核與晶化分開,大限度保證水滑石的生長環(huán)境一致. 為此本文在成核/晶化隔離法基礎上,研究了水熱條件下晶化溫度和晶化時間對鎂鋁水滑石晶體生長的影響. 結果表明,在水熱條件下通過對晶化溫度和晶化時間調節(jié),可以有效控制晶相結構及晶粒尺寸。不管是化學領域還是生物領域的科研人員,都還在對水滑石的作用進行研究探索,希望隨著研發(fā)人員的不懈努力,水滑石將能被挖掘出更多的作用。
7、尿素分解—均勻共沉淀法
該法利用尿素在低溫下呈中性,可與金屬離子形成均一溶液,而溶液溫度超過90 °C時尿素分解使溶液pH值均勻逐步地升高這一特點,用尿素代替混合堿溶液,該罰的優(yōu)點是溶液內部的pH值始終是一致的,因而可以合成出高結晶度的Mg-Al、Zn-Al、Ni-Al類水滑石,而難以合成Co-Al、Mn-Al、Co-Cr類水滑石。LDHs的結構中含有相當量的結構水,控制合成條件可使層間具有碳酸根,而且還可在層間引入自由基捕獲劑。另一方面以尿素為沉淀劑,反應過程中在層間形成NH2COO-插層,經水熱處理即轉化為CO32-,而溶液內形成的[Ni(NH3)6]2 水熱條件下則釋放出NH3,所以尿素可以取代強堿混合液來制備碳酸型水滑石并且可以制備得到結晶較好、粒徑均勻的水滑石樣品。
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水滑石
專業(yè)生產水滑石
LDHs和其它熱穩(wěn)定劑復配可以有效增加PVC的熱穩(wěn)定時間;說明硬脂酸鈣和硬脂酸鋅之間,以及水滑石和金屬皂之間都存在著協(xié)同作用。此外,在LDHs中存在層間水這些水分子可以在不破壞層狀結構條件下除去。上述實驗說明了水滑石體系中單個助劑對熱穩(wěn)定性的影響。為了更好地研究它們之間的協(xié)同作用對熱穩(wěn)定性的影響,進行了正交實驗設計,其中除考慮水滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等,還加入了對硬PVC加工影響較大的潤滑劑。
硬脂酸鈣含量對動態(tài)熱穩(wěn)定時間的影響如圖6所示(4個刻度值依次為硬脂酸鈣的水平B 、B 、B B ,以下曲線類似),隨著硬脂酸鈣含量的增加,PVC的動態(tài)熱穩(wěn)定時間急劇降低,然后趨于不變,主要是由于硬脂酸鈣含量較低時與硬脂酸鋅、水滑石發(fā)生了協(xié)同作用,熱穩(wěn)定性較好;由于硬脂酸鈣是長期型熱穩(wěn)定劑,初期穩(wěn)定性不好,易變色,當硬脂酸鈣含量增加,過量的硬脂酸鈣使PVC在初期很快變色,使動態(tài)熱穩(wěn)定時間下降;當硬脂酸鈣用量過高時,就會在PVC表面析出,對PVC熱穩(wěn)定性的影響就不再發(fā)生變化。水熱合成法由于反應發(fā)生在密閉的系統(tǒng)中,因而沒有其他雜質被引入。由此選擇硬脂酸鈣的含量為B 份。與不加水滑石時硬脂酸鈣作為熱穩(wěn)定劑時的佳量有所不同。