浆体胶体化学原理.pptx

18-1 粘土粘土-水系统胶体化学水系统胶体化学粘土粘土-水系统性质：水系统性质：1、粘土矿物细（、粘土矿物细（0.1m到到10m）表面积表面积 表面能表面能有降低表面能的趋势有降低表面能的趋势团聚团聚 2、粘土带负电荷吸附水化阳离子；、粘土带负电荷吸附水化阳离子；3、是介于溶胶、是介于溶胶悬浮液悬浮液粗分散体系之间的一种粗分散体系之间的一种 特殊状态。特殊状态。第1页/共32页2一粘土的荷电性一粘土的荷电性1809年卢卢斯斯发现分散在水中的粘土粒子在电场作用下向阳极移动，说明粘土粒子是带负电的。粘土的电荷可分为负电荷，两性电荷和净电荷等三种。1、负电荷、负电荷1）负电荷产生的原因）负电荷产生的原因（1）主要是由粘土晶格内的同晶置换所引起的）主要是由粘土晶格内的同晶置换所引起的a、蒙蒙脱脱石石：AlO4(OH)2中的Al3+被Mg2+、Fe2+取代，还有少量SiO4中的Si4+被Al3+取代，尽管少数负价离子吸附其它阳离子而饱和，但仍有大多数不能中和，故蒙脱石总显负电；b、伊伊利利石石：SiO4中1/6的Si4+被Al3+取代，出现的剩余负电荷大部分被层间的K+、H+、Ca2+所平衡，只有少部分负电荷对外表现出来；c、高岭石、高岭石：存在少量的Al3+对Si4+的同晶置换。第2页/共32页3（2）吸附在粘土表面的腐植质离解（腐植质腐植质羧基或酚羧基的氢解离而引起）羧基或酚羧基的氢解离而引起）粘土-RCOOH粘土-RCOO+H+陈腐的目的是产生有机物（腐植质）陈腐的目的是产生有机物（腐植质）（3）粘土边面断裂，活性边面上破键而产生两性电荷（高岭石带电主要原因）（高岭石带电主要原因）2)负电荷的分布负电荷的分布：大部分分布在层状硅酸盐的板面。可以吸附水化阳离子以中和负电荷，达到电荷平衡。因同晶置换产生的负电荷量介质无关，因腐植质离解产生的负电荷量与介质有关，在碱性介质中有利于H+离解而产生更多的负电荷。第3页/共32页42、两性电荷、两性电荷高岭石中同晶置换较少，断键是高岭石带电的主要原因，而使其边边面面（平行于平行于C轴的面轴的面）带两性电荷。高岭石处在酸性介质中pH8，边面带负电；3、净净电电荷荷：粘土所带正、负电荷的代数和。净电荷净电荷=粘土负电荷粘土负电荷+粘土正电荷粘土正电荷第4页/共32页5二、粘土的离子交换二、粘土的离子交换1、粘土的离子交换、粘土的离子交换粘土因带负电荷而吸附介质中的阳离子，该阳离子又可被介质中其它电价高、浓度大的阳离所交换。2、阳离子交换的特点、阳离子交换的特点a同号离子相互交换；b离子以等当量交换；c交换和吸附是可逆过程；d.离子交换不影响粘土本身的结构。离子吸附和离子交换是一个反应中同时进行的两个不同过程，离子吸附是粘土颗粒与阳离子之间相互作用；离子交换则是阳离子之间的相互作用。Ca2+由溶液转移粘土颗粒上离子吸附过程，Na+由粘土颗粒到溶液解吸的过程。吸附和解吸的结果Na+、Ca2+相互换位阳离子交换。Na+Na+粘土+Ca2+Ca-粘土+2Na+第5页/共32页6利用粘土的阳离子交换性质可以提纯粘土及制备吸附单一离子的粘土：X-树脂+Y-粘土Y-树脂+X-粘土X:单一阳离子，Y:多种阳离子3、阳离子交换量、阳离子交换量（cationexchangecapacity,c.e.c）PH=7时每一百克干粘土所吸附阳离子的物质的量。其单位为：mmol矿物矿物高岭石高岭石多水高岭石多水高岭石伊利石伊利石蒙脱石蒙脱石蛭石蛭石阳离子阳离子交换容量交换容量(mmol/100g土土)3152040104075150100150第6页/共32页74影响阳离子交换量的因素影响阳离子交换量的因素粘土的矿物组成粘土的矿物组成：晶格取代愈多的粘土，其交换容量愈大晶格取代愈多的粘土，其交换容量愈大a蒙脱石同晶置换较多，晶格层间结合较疏松，遇水易膨胀而分裂成细片，颗粒分散度高，交换量大；b伊利石层状晶胞间结合很牢固，遇水不易膨胀，K+牢牢地固定在晶层之间，只有少量K+参与交换反应，故其交换容量比蒙脱石小；c高岭石中同晶置换极少，只有破键是吸附阳离子的主要原因，故其交换容量最低。蒙脱石阳离子交换量蒙脱石阳离子交换量 伊利石伊利石 高岭石高岭石第7页/共32页8 粘土细度粘土细度：细度交换量高岭石的阳离子交换主要是由破破键键引起的，颗粒越细，交换容量显著增加，蒙脱石的阳离子交换主要是由晶格取代产生电荷，受细度影响不大。腐植质的含量腐植质的含量：含量交换量；介质的介质的PH值值：pH交换量；离子浓度离子浓度：浓度交换量。第8页/共32页95、阳离子与粘土的相互作用力、阳离子与粘土的相互作用力1）对于不同价阳离子，电价高与粘土吸引力大）对于不同价阳离子，电价高与粘土吸引力大：M3+M2+M1+；H+特殊特殊，因其体积小，电荷密度高，粘土对它引力最强。2）对对于于同同价价阳阳离离子子，半半径径越越小小与与粘粘土土的的吸吸引引力力愈愈小小：Li+Na+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+第9页/共32页10三、粘土胶体的电动性质三、粘土胶体的电动性质1粘土与水的作用粘土与水的作用粘粘土土表表面面上上的的O2、OH-可可以以用用氢氢键方式与靠近其表面得水分子结合；键方式与靠近其表面得水分子结合；因因粘粘土土带带负负电电，使使极极性性水水分分子子发发生生定定向向排排列列；（靠靠近近粘粘土土端端为为正正，远远离粘土端为负）离粘土端为负）粘土吸附水化阳离子。粘土吸附水化阳离子。水水在在粘粘土土胶胶粒粒周周围围随随距距离离增增大大结结合合力力减减弱弱而而分分成成牢牢固固结结合合水水，疏疏松松结结合合水水和和自自由由水水。粘粘土土颗颗粒粒吸吸附附着着完完全全定定向向的的水水分分子子层层和和水水化化阳阳离离子子，这这部部分分与与粘粘土土颗颗粒粒形形成成一一个个整整体体一一起起在在介介质质中中移移动动，这这种种水水称称牢牢固固结结合合水水（吸吸附附水水膜膜、水水化化膜膜）。在在牢牢固固结结合合水水周周围围一一部部分分定定向向程程度度较较差差的的水水称称疏疏松松结结合合水水（扩扩散散水水膜膜），疏松结合水以外的水为疏松结合水以外的水为自由水自由水。第10页/共32页11 结构水结构水：以：以OH基形式存在于粘土晶格中基形式存在于粘土晶格中,400 600脱水脱水 层间水层间水：吸附在粘土矿物层间，：吸附在粘土矿物层间，100200脱水，脱水，牢固结合水、疏松结合水牢固结合水、疏松结合水：粘土颗粒表面所吸附的水：粘土颗粒表面所吸附的水 自由水自由水：和粘土颗粒之间没有吸附作用的一部分水：和粘土颗粒之间没有吸附作用的一部分水2、粘土结合水量、粘土结合水量 与与粘粘土土矿矿物物组组成成、粘粘土土分分散散度度以以及及粘粘土土上上吸吸附附的的阳阳离离子子种种类类有有关。一般与粘土阳离子交换量成正比，关。一般与粘土阳离子交换量成正比，实验证明：实验证明：a)粘土与一价阳离子结合水量粘土与一价阳离子结合水量 二价阳离子二价阳离子 三价阳离子；三价阳离子；b)对对于于同同价价离离子子，随随离离子子半半径径增增大大，结结合合水水量量减减少少。（水水化化膜小的缘故）膜小的缘故）Li-粘土结合水粘土结合水 Na-粘土粘土 K-粘土粘土第11页/共32页123、粘土胶体的电动电位、粘土胶体的电动电位1）-电位的产生电位的产生粘粘土土颗颗粒粒分分散散在在水水中中，阳阳离离子子受受到到粘粘土土胶胶粒粒对对它它的的静静电电引引力力（靠靠近近粘粘土土颗颗粒粒）及及阳阳离离子子本本身身的的热热运运动动产产生生的的扩扩散散力力（离离开开粘粘土土颗颗粒粒）。受受力力结结果果使使阳阳离离子子分分布布由由多多到到少少。吸吸附附层层与与粘粘土土形形成成一一整整体体带带负负电电，扩扩散散层层带带正正电电。在在外外电电场场作作用用下下，吸吸附附层层向向正正极极运运动动，扩扩散散层层向向负负极极运运动动，两两者者相相对对移移动动所所产产生生的的电电位位差即为差即为-电位电位。第12页/共32页132）-电位电位-电位：电位：吸附层吸附层与扩散层扩散层之间的电位差。热热力力学学电电位位差差：粘土质点表面与扩散层之间的总电位差。（）吸吸附附层层：受粘土颗粒表面引力作用较强而牢固地吸附在其表面的水化阳离子层。（带负电带负电）扩扩散散层层：吸附层以外受粘土颗粒引力作用较小的水化阳离子层。（带正电）（带正电）扩散双电层扩散双电层=吸附层吸附层+扩散层扩散层胶胶 粒粒扩散层扩散层 胶核（粘土颗粒）胶核（粘土颗粒）吸附层吸附层粘土粘土胶团胶团第13页/共32页143）影响）影响-电位大小的因素电位大小的因素阳离子浓度阳离子浓度：介质中阳离子浓度：介质中阳离子浓度-电位电位；浓浓度度吸吸附附层层中中的的阳阳离离子子向向扩扩散散层层扩扩散散扩扩散散层层-电电位位；阳离子电价阳离子电价：电价：电价-电位电位；高价阳离子与粘土的吸引力大高价阳离子与粘土的吸引力大扩散层厚度扩散层厚度-电位电位，M+-粘土的粘土的-电位电位 M2+-粘粘 M3+-粘土；粘土；离子半径离子半径：对于同一个价离子，半径：对于同一个价离子，半径-电位电位，半半径径电电荷荷密密度度对对水水吸吸引引力力水水化化膜膜厚厚度度扩扩散散层层；有机质含量有机质含量：有机质：有机质-电位电位，有有机机质质粘粘土土表表面面负负电电荷荷吸吸附附阳阳离离子子量量扩扩散散层层-电位电位；-电电位位较较高高，粘粘土土粒粒子子之之间间能能保保持持一一定定距距离离，削削弱弱和和抵抵消消了了范范德德华华引引力力从从而而提提高高泥泥浆浆和和稳稳定定性性。泥泥浆浆不不易易聚聚沉沉，具具有有流流动动性，性，-电位须在电位须在-50mv以上以上。第14页/共32页15四、粘土四、粘土-水系统的胶体性质水系统的胶体性质1流变学基础流变学基础流变学流变学 研究外力作用下物料流动和变形的一门科学。研究外力作用下物料流动和变形的一门科学。1）流动类型）流动类型牛顿流动牛顿流动 物物体体一一受受剪剪应应力力即即流流动动，满满足足=dv/dx，=0，形形变变不不能能复复原原。（水、甘油）（水、甘油）为剪切应力，为剪切应力，为粘度为粘度 ，dv/dx为剪切速度梯度；为剪切速度梯度；宾汉流动宾汉流动 f，物体产生流动，物体产生流动，流动方式同牛顿流动流动方式同牛顿流动=dv/dx （新拌混凝（新拌混凝土）土）第15页/共32页16塑性流动塑性流动（陶瓷材料最主要的流动方式）（陶瓷材料最主要的流动方式）f1（屈屈服服值值），物物体体不不产产生生流流动动，f1 fN物物体体流流动动同同牛牛顿顿流流动动。（泥泥浆浆，高高温温时时晶晶界界间间滑移，油漆）滑移，油漆）假塑性流动假塑性流动 不不存存在在屈屈服服值值，f=0（受受力力便便流流），dv/dx，dv/dx不不与与成正比（高聚合物的溶液）成正比（高聚合物的溶液）膨胀流动膨胀流动不不存存在在屈屈服服值值，f=0，dv/dx，dv/dx不不与与成成正正比比（瘠瘠性性料料浆：浆：Al2O3和石英等）和石英等）第16页/共32页172泥浆的流动性和稳定性泥浆的流动性和稳定性注浆料要求含水量低，流动性、稳定性好。注浆料要求含水量低，流动性、稳定性好。（水水量量模模吸吸水水模模强强度度 ，水水坯坯水水干干燥燥变变形形、开开裂裂）泥泥浆浆胶胶溶溶或或稀稀释释：加加入入适适量量电电解解质质后后泥泥浆浆粘粘度度显显著著下下降降，粘粘土土在在水水介介质质中中充充分分分分散散的的现现象象。泥泥浆浆絮絮凝凝或或增增稠稠：加加入入过过量量电电解解质质泥泥浆浆粒子相互聚集，粘度增加现象。粒子相互聚集，粘度增加现象。1）泥浆的流变曲线）泥浆的流变曲线分分别别泥泥浆浆中中加加入入0.0 mol NaOH、0.002mol NaOH、0.02mol NaOH和和0.2 mol NaOH，其其屈屈服分别由服分别由f1f2f3=0f4。第17页/共32页182）泥浆稀释曲线）泥浆稀释曲线p 加入电解质加入电解质15mg当量当量/100g土，电解质土，电解质；p 当当15mg 电解质加入量电解质加入量25mg，电解质，电解质。第18页/共32页19 粘粘土土的的边边面面带带两两性性电电荷荷，在在酸酸性性介介质质中中带带正正电电，在在碱碱性性介介质质中中带带负负电电，而而板板面面始始终终带带负负电电，故故粘粘土土颗颗粒粒在在介介质质中中必必然然产产生生三三种种结合方式：面结合方式：面-面、边面、边-面、边面、边-边。边。板面板面-板面结合：分散排列（同性电荷相斥）板面结合：分散排列（同性电荷相斥）；板板面面-边边面面、边边面面-边边面面结结合合：相相互互靠靠近近（异异性性电电荷荷相相吸吸）；加入电解质加入电解质颗粒间斥力颗粒间斥力边边-边、板边、板-边边面面-面面流动性流动性。第19页/共32页204）提高泥浆流动性的条件（作为稀释剂的电解质须具备条件）提高泥浆流动性的条件（作为稀释剂的电解质须具备条件）p要求介质呈碱性；要求介质呈碱性；此此时时板板面面、边边面面均均带带负负电电颗颗粒粒间间斥斥力力，粘粘土土在在酸酸介介质质中中边边面面带带正正电电，引引起起粘粘土土边边面面与与带带负负电电的的板板面面强强烈烈吸吸引引边边-面、边面、边-边结合边结合。p须有一价碱金属阳离子交换粘土上原来吸附的阳离子；须有一价碱金属阳离子交换粘土上原来吸附的阳离子；爱脱（爱脱（Eiter）提出：）提出：f 2/k f是粘土胶粒间的斥力是粘土胶粒间的斥力，为电动电位，为电动电位，1/k为扩散层厚度。为扩散层厚度。天然粘土以天然粘土以Ca-土、土、Mg-土或土或H-土形式存在，土形式存在，-电位较一价电位较一价碱金属离子低。碱金属离子低。H+的水化程度很小，大部分的水化程度很小，大部分H+进入吸附层中，进入吸附层中，很少处在扩散层，吸附层中的很少处在扩散层，吸附层中的H+中和大部分粘土颗粒负电荷，中和大部分粘土颗粒负电荷，故整个胶粒净负电荷少，扩散层薄，故整个胶粒净负电荷少，扩散层薄，-电位很小。加入电解质后，电位很小。加入电解质后，因一价阳离子水化能力强而吸附能力弱，进入胶团的因一价阳离子水化能力强而吸附能力弱，进入胶团的吸附层吸附层离离子数少，整个胶粒呈现的负电荷多，子数少，整个胶粒呈现的负电荷多，扩散层扩散层增厚，增厚，-电位增加，电位增加，流动性增加。流动性增加。第20页/共32页21p 阴离子的作用阴离子的作用不同阴离子的不同阴离子的Na盐电解质对粘土的胶溶效果不同盐电解质对粘土的胶溶效果不同 a)、阴阴离离子子能能与与原原土土上上吸吸附附的的阳阳离离子子形形成成不不可可溶溶或或稳稳定定的的络络合物，促进了合物，促进了Na+对阳离子的交换反应更趋完全。对阳离子的交换反应更趋完全。Ca-土土+2NaOH2Na-土土+Ca(OH)2 Ca-土土+NaSiO32Na-土土+CaSiO3CaSiO3的溶解度比的溶解度比Ca(OH)2低得多，故其反应更趋完全低得多，故其反应更趋完全 Na-土土。b)、聚聚合合阳阳离离子子作作用用：聚聚合合阴阴离离子子吸吸附附在在边边面面，若若边边面面原原带带电电，则则可可中中和和之之，若若原原过过面面不不带带电电或或带带负负电电，则则可可增增加加负负荷荷量量。第21页/共32页22p2）触变结构（卡片结构、纸牌结构）触变结构（卡片结构、纸牌结构）泥泥浆浆颗颗粒粒的的边边面面和和板板面面之之间间存存在在静静电电引引力力，构构成成三三维维网网状状架架构构，架架构构空空隙隙中中包包裹裹大大量量“自自由由水水”。网网状状架架构构很很不不稳稳定定，当当加加上上外外力力后后，空空隙隙中中的的自自由由水水释释放放，而而使使泥泥浆浆具具有有流流动动性性。消消除除外外力力后后，重重新新建建立立网网状状架架构构包包裹裹自自由由水水，泥泥浆浆似似凝凝固固体体，如如此循环往复。此循环往复。3、泥浆的触变性、泥浆的触变性p1)触变性触变性泥泥浆浆静静止止不不动动时时似似凝凝固固体体，加加上上外外力力（摇摇荡荡、搅搅拌拌）后后，泥泥浆浆具有流动性，静止后又变成凝固体，如此重复无数次。具有流动性，静止后又变成凝固体，如此重复无数次。网状架构建立网状架构建立 破坏破坏重建重建 再破坏再破坏泥浆泥浆 凝固体凝固体 流体流体凝固体凝固体流体。流体。第22页/共32页23p3）影响触变性的因素）影响触变性的因素 含含水水量量：泥泥浆浆愈愈稀稀，颗颗粒粒间间距距离离大大，边边-面面静静电电引引力力下下降降，不不易建立卡片结构，触变性小。易建立卡片结构，触变性小。矿物组成：矿物组成：粘土触变性与矿物结构遇水化膨胀有关粘土触变性与矿物结构遇水化膨胀有关水水化化膨膨胀胀有有两两种种方方式式：a.水水进进入入颗颗粒粒之之间间，b.水水进进入入单单位位晶晶格格之之间间。高高岭岭石石仅仅有有第第一一种种水水化化方方式式，而而蒙蒙脱脱石石则则二二种种水水化化方方式式都都存在，故蒙脱石比高岭石易具有触变性。存在，故蒙脱石比高岭石易具有触变性。胶粒的大小与形状胶粒的大小与形状 颗颗粒粒越越细细，活活性性边边面面愈愈多多，边边-面面静静电电引引力力卡卡片片结结构构触触变变性性；形形状状不不对对称称（平平板板状状、条条状状）易易形形成成卡卡片片结结构构触触变性变性，球形颗粒不易显触变性。，球形颗粒不易显触变性。电解质电解质 粘粘土土吸吸附附阳阳离离子子价价数数边边-面面静静电电引引力力不不易易形形成成卡卡片片结结构构触变性触变性。温度：温度：T质点热运动质点热运动抵抗静电引力抵抗静电引力触变性触变性。第23页/共32页24应力应力-应变曲线应变曲线p a).当当FfA（屈屈服服值值），应应力力与与应应变变成成正比，弹性体，正比，弹性体，F=0，形变恢复；，形变恢复；p b).当当fAFfB，泥团出现裂纹。，泥团出现裂纹。可塑性的量度：可塑性的量度：可塑性指标可塑性指标：屈服值：屈服值最大应变最大应变 可塑性指数可塑性指数：液相限固相限：液相限固相限p 4.粘土的可塑性粘土的可塑性1）可可塑塑性性:当当粘粘土土与与适适当当比比例例的的水水混混合合均均匀匀制制成成泥泥团团，该该泥泥团团受受到到高高于于某某一一个个数数值值的的剪剪应应力力作作用用后后可可塑塑造造成成任任何何形形状状，去去除除应力泥团仍然保持其形状不变的性质。应力泥团仍然保持其形状不变的性质。第24页/共32页252）可塑性原理）可塑性原理 粘粘土土加加入入适适量量水水分分，其其颗颗粒粒表表面面形形成成很很薄薄的的连连续续水水膜膜，在在毛毛细细管管力力作作用用下下，将将颗颗粒粒拉拉近近、拉拉紧紧。当当受受到到超超过过颗颗粒粒间间毛毛细细管管力力的的外外力力时时，颗颗粒粒间间在在水水膜膜中中滑滑动动。外外力力消消除除后后，在在毛毛细细管管力力的的作作用用下下，颗颗粒粒停停留留在在新新的的位位置置上上，不不再再恢恢复复原原状状，从从而而产产生生可塑性。可塑性。p粘土颗粒间的作用力粘土颗粒间的作用力a)、吸力、吸力颗粒间的范德华力，边颗粒间的范德华力，边-面静电吸力和毛细管力；面静电吸力和毛细管力；毛毛细细管管力力是是粘粘土土颗颗粒粒间间主主要要的的吸吸力力，在在塑塑性性泥泥团团含含水水量量下下，颗颗粒表面形成一层水膜，在水的表面张力作用下紧紧吸引。粒表面形成一层水膜，在水的表面张力作用下紧紧吸引。b)、斥力、斥力面面-面静电斥力。面静电斥力。水量水量颗粒距离远颗粒距离远斥力为主斥力为主泥浆泥浆水量水量颗粒距离近颗粒距离近吸力吸力塑性体塑性体第25页/共32页26p 颗粒间作用力与水膜厚度的关系颗粒间作用力与水膜厚度的关系在形成连续水膜的基础上，水膜越薄，颗粒之间作用力增加。在形成连续水膜的基础上，水膜越薄，颗粒之间作用力增加。水膜薄水膜薄毛细管半径毛细管半径毛细管力毛细管力p 颗粒间作用力与可塑性的关系：颗粒间作用力与可塑性的关系：毛毛细细管管力力（颗颗粒粒间间引引力力）产产生生形形变变所所需需的的力力（使使颗颗粒粒间间相相对对移动所需力）移动所需力）屈服值屈服值可塑性可塑性p 泥团具有可塑性的条件泥团具有可塑性的条件 a)、当当含含水水量量过过高高时时，水水膜膜厚厚度度大大（颗颗粒粒间间距距离离大大）毛毛细细管管力力可塑性可塑性泥浆；泥浆；b)、含含水水量量过过少少，颗颗粒粒周周围围不不能能形形成成连连续续水水膜膜，毛毛细细管管力力可可塑塑性性；不不含含水水时时，颗颗粒粒间间靠靠范范德德华华力力联联结结，毛毛细细管管力力为为0，无无可可塑性，弹性体；塑性，弹性体；c)、含水量适当，颗粒表面形成很薄的连续水膜含水量适当，颗粒表面形成很薄的连续水膜毛细管力毛细管力可塑性可塑性；第26页/共32页273）影响可塑性的因素）影响可塑性的因素pa)、矿物组成（从比表面积大小考虑）、矿物组成（从比表面积大小考虑）高高岭岭层层间间靠靠氢氢键键结结合合比比层层间间为为范范德德华华力力的的蒙蒙脱脱石石结结合合得得更更牢牢，高高岭岭遇遇水水不不膨膨胀胀。比比表表面面积积毛毛细细管管力力可可塑塑性性。蒙蒙脱脱石石比比表面积高岭大得多，故蒙表面积高岭大得多，故蒙脱石脱石高岭石。高岭石。pb)、吸附阳离子的影响、吸附阳离子的影响吸附是价高的阳离子吸附是价高的阳离子可塑性可塑性，顺序同阳离将交换序，顺序同阳离将交换序，H-土土M3+-土土M2+-土土M+-土土pc)、颗粒细度和形状、颗粒细度和形状 颗颗粒粒细细度度毛毛力力可可塑塑性性（水水膜膜薄薄毛毛径径毛毛力力）；板板状状、短短柱柱状状比比表表面面积积球球状状、立立方方状状，故故前前者者可可塑塑性性后后者者；大大、中、小颗粒级配合适中、小颗粒级配合适可塑性可塑性。pd)、含水量：含适当水分、含水量：含适当水分可塑性可塑性pe)、介质表面张力的影响、介质表面张力的影响介质表面张力介质表面张力毛力毛力屈服值屈服值可塑性可塑性。（水表面张力较大，是粘土最好的液体介质。）（水表面张力较大，是粘土最好的液体介质。）第27页/共32页288-2 瘠性料的悬浮与塑化瘠性料的悬浮与塑化1、瘠性料的悬浮、瘠性料的悬浮 两种方法：控制料浆的两种方法：控制料浆的pH值和加入有机表面活性物质。值和加入有机表面活性物质。1）控制料浆的）控制料浆的pH值值一一般般采采用用此此法法使使两两性性氧氧化化物物Al2O3、CrO3和和Fe2O3等等悬悬浮浮。氧氧化化物物（Al2O3）料浆）料浆pH值与粘度和值与粘度和-电位的关系：电位的关系：a)、当、当pH=13时，时，pH （颗粒间斥力颗粒间斥力流动性流动性），），pH=3,max=+183mv min b)、当当pH=312时，时，pH，pH=12时，时，max=-70.4 mv min ；c)、pH=1214时，时，pH第28页/共32页29 在酸性介质中在酸性介质中Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAlCl3+H2O(AlCl2)+(OH)+HCl,(AlCl3是水溶性的)Al2Cl2OH+H2O(AlCl)2+(OH)-2+HClAl2O3胶胶核核优优先先吸吸附附与与之之结结构构相相近近的的AlCl2+、AlCl22+形形成成胶胶粒粒，然然后后再再吸吸附附OH-而而成成为为胶胶团团。当当pHHClCl，Cl-要要取取代代OH（因因后后者者与与胶胶粒粒吸吸附附不不及及前前者者牢牢），Cl水水化化能能力力强强水水化化膜膜扩扩散散层层厚厚度度；当当PH，双双电电层层产产生生浓浓度度差差，扩扩散散层层中中的的Cl浓浓度度吸吸附附层层中中的的Cl-浓浓度度，Cl由由扩扩散散层层向向吸吸附附层扩散层扩散扩散层厚度扩散层厚度。胶胶团团胶粒：胶核胶粒：胶核(Al2O3)+吸附层吸附层扩散层：扩散层：(OH)-(AlCl2)+(AlCl)2+第29页/共32页302）添加有机表面活性物质）添加有机表面活性物质（阿拉伯树胶、明胶、羧甲基纤维素）（阿拉伯树胶、明胶、羧甲基纤维素）加加入入量量较较少少时时，Al2O3很很多多，Al2O3胶胶粒粒吸吸附附在在阿阿拉拉伯伯树树胶胶粒粒长链上，使重量变大而聚沉，悬浮性长链上，使重量变大而聚沉，悬浮性。当当加加入入量量较较多多时时，阿阿拉拉伯伯树树胶胶吸吸附附在在Al2O3胶胶粒粒上上，Al2O3胶胶粒要碰撞聚沉很难，粒要碰撞聚沉很难，悬浮性，悬浮性。在碱性介质中：在碱性介质中：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O，NaAlO2Na+AlO2 Al2O3胶胶粒粒优优先先吸吸附附AlO2形形成成胶胶粒粒，然然后后吸吸附附Na+形形成成胶胶团团，该胶团随介质该胶团随介质PH变化有变化有或或或或。胶团胶团胶粒：胶核胶粒：胶核(Al2O3)+吸附层吸附层(AlO2)扩散层：扩散层：Na+第30页/共32页312、瘠性料的塑化、瘠性料的塑化p1）加入无机粘土类矿物）加入无机粘土类矿物膨膨润润土土塑塑性性最最大大，水水化化能能力力强强，加加入入后后，瘠瘠性性料料颗颗粒粒和和膨膨润润土土颗颗粒粒均均匀匀分分布布在在介介质质中中。受受外外力力作作用用发发生生位位移移，去去除除外外力力后后，因因膨膨润土颗粒表面水膜的表面张力作用使它维持原状。润土颗粒表面水膜的表面张力作用使它维持原状。p2）加加入入有有机机高高分分子子化化合合物物（聚聚乙乙烯烯醇醇PVA、CMC、聚聚醋醋酸酸乙乙烯酯烯酯PVAC）有有机机塑塑化化剂剂是是一一种种表表面面活活性性物物质质，使使瘠瘠性性料料颗颗粒粒表表面面周周围围形形成成一一水水化化膜膜。因因有有高高分分子子粘粘度度大大，把把分分散散的的瘠瘠性性颗颗粒粒连连在在一一起起，受受力力发生位移，去除外力后，仍粘在一起。发生位移，去除外力后，仍粘在一起。第31页/共32页32第八章完作业：作业：8-2、8-6 第32页/共32页