无机凝胶

无机凝胶性质、用途与生产工艺

作用机理

1. 无机凝胶的水合作用
每一个矿物无机凝胶粒子都由数以千计的微小片组成。这些小片是由每两小片之间夹有一层水，象“三明治”的结构那样堆集起来的。这些小片的表面带有负电荷，容易吸引一些阳离子，而其棱边则带部分正电荷，这些缔合在小片表面上的、处于电荷平衡状态的无机阳离子容易被其它的阳离子取代。当矿物无机凝胶和水混合的时候，后者透过小片之间的区域，迫使小片进一步分离。可交换离子便从小片的表面扩散开来。依照渗透的原理，水分子进一步渗入小片之间，直到小片完全地分离。就大多数矿物无机凝胶而言，小片分离的速率与水合时介入的能量有关。机械能和热能均促进水合，高剪切混合或者使用温水将减少水合的时间。如果在水中存在其它电解质，则妨碍了对小片分离的渗透和膨胀，而导致水合时间的延长。
2.无机凝胶的流变性质
矿物无机凝胶一旦水合，带微弱正电荷的小片棱边就被吸引到带负电荷的小片表面那里，这样就迅速地建立了三维空间结构，体系的黏度就很快地增大。未被异性电荷吸引而残存下来的游离小片要花更长的时间去寻找结构中适合于它的位置排列，这样，黏度的增大就逐渐地慢下来，相反地，当施加一个切变力的时候，这一结构中的大部分会迅速地瓦解，接着逐渐趋于缓和。因而，矿物无机凝胶的分散液是具有触变性的：即没有剪切力时，它们的黏度随时间而增大，而在恒定的剪切速率下，它们的黏度会随时间而减小。因为剪切速率的增大会造成黏度的减小，所以矿物无机凝胶的分散液是假塑性的。
胶体结构也给矿物无机凝胶带来了有用的性质—屈服值，这是胶体结构抗破坏能力的一个量度。为了瓦解这种结构，所施加的最小的力，即是屈服值。固体、油类和各种气体被这种结构包围和分隔，它们必须被施以比屈服值更大的力才能通过这种结构。这意味着，屈服值越大，悬浮液、乳液或泡沫就越稳定。大多数水溶性的成分将改变矿物无机凝胶的流变性质，盐类、表面活性剂及与水易相混的溶剂会增大矿物无机凝胶的黏度和屈服值，同时也减小触变性，但其组成具有剪切变稀的特性。过量的水溶性物质将使得矿物无机凝胶的胶体结构不稳定。它可以是相对稳定的稠厚凝胶，也可以以有离浆现象的絮状质块出现。在电解质存在下，矿物无机凝胶分散液的稳定性强烈地依赖于阳离子的价态，一价阳离子具有最弱的絮凝效应且和矿物无机凝胶最相容；二价阳离子具有较强的絮凝效应；三价阳离子具最强的絮凝效应。

用途 

用作涂料增稠剂(代替CMC、HEC)、牙膏助剂

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