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膨润土的触变性是其重要的流变特性之一,以下是关于它的详细介绍:
定义
膨润土的触变性是指其在受到外力作用时,体系的黏度会降低,流动性增加,呈现出流体的特性;而当外力停止作用后,体系又会在一定时间内恢复到原来的半固态或凝胶状的性质。简单来说,就是膨润土具有“摇变”的特性,即静置时呈凝胶状,搅拌等外力作用下变为流体,外力消失后又恢复凝胶状态。
形成机制
- 颗粒间的相互作用:膨润土颗粒表面带有电荷,在水溶液中会形成双电层结构。当体系静止时,颗粒间通过静电引力、范德华力等相互作用形成三维网状结构,使膨润土呈现凝胶状。
- 外力破坏与恢复:当受到外力搅拌等作用时,这些颗粒间的连接被破坏,网状结构解体,颗粒能够相对自由地移动,体系黏度降低,表现为流体状态。外力停止后,颗粒又会在一定时间内通过布朗运动等重新相互作用,恢复部分或全部的网状结构,体系重新变为凝胶状。
影响因素
- 蒙脱石含量:蒙脱石含量越高,膨润土的触变性通常越好,因为蒙脱石是形成触变性的主要物质基础。
- 粒度分布:粒度越细,颗粒间的接触点越多,形成的网状结构越稳定,触变性也越好。
- 电解质含量:适量的电解质可以压缩膨润土颗粒表面的双电层,使颗粒间的相互作用增强,有利于触变性的形成。但过量的电解质可能会导致颗粒过度聚集,反而破坏触变性。
- 温度:温度升高,分子热运动加剧,颗粒间的相互作用减弱,触变性可能会变差,体系恢复到凝胶状态的时间可能会延长。
应用
- 在石油钻井中:利用膨润土的触变性,钻井液在循环时具有良好的流动性,便于携带钻屑;而在停泵时,又能迅速形成凝胶结构,防止钻屑沉淀,避免卡钻等事故。
- 在涂料工业中:有助于涂料在施工时具有良好的流动性,便于涂布;而在涂布后,又能快速恢复一定的黏度,防止流挂,保证涂层的均匀性和完整性。
- 在陶瓷工业中:使陶瓷坯料在成型过程中具有良好的可塑性和流动性,便于成型操作;在成型后又能保持一定的形状稳定性,防止坯体变形。
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