2.1. Структурообразователи.

Глинистые растворы – дисперсные системы, в которых, в качестве дисперсной фазы применяют тонкодисперсные глинистые частицы (структурообразователь), а в качестве дисперсионной среды чаще всего вода.

Глина представляет собой обломки глинистых пакетов (листов кремнекислородных тектраэдров, и слоев катионов AL , связанных обменными катионами ).

Под воздействием поверхностной энергии частиц вокруг них адсорбируется гидратный слой. Твердые частицы с гидратным слоем, как отмеченно выше, называют гидратами. Совокупность гидратов образует структурированную систему (силикагель алюмосиликатов)

Наиболее эффективным структурообразователем является натриевый монтморилонит.

В кальциевых монтморилонитах связь между пакетами осуществляется с помощью обменных катионов Са, имеющих более высокий заряд и образующих более прочные связи. Вследствие этого диспергирование таких агрегатов в воде происходит значительно труднее (при введении в раствор кальцинированной соды)

При добавлении в раствор кальцинированной сода Na₂СО₃ ионы Са⁺² соединяются с анионами СО^2- образуется соль , выпадающая в осадок, а пакеты не связанные ионами кальция диспергируют в растворе.

Иллит - листовой силикат, по химическому составу и структуре аналогичен монтмориллониту. Отличается от него тем, что в слое кремнекислородных тетраэдров наблюдается замещение Si₂O₅^-2 на А1₂О₅^4- (одно замещение из четырёх) отчего на поверхности листа появляются некомпенсированные заряды, которые компенсируются атомами калия, что увеличивает взаимодействие между пакетами и уменьшает растворимость минерала в воде.

Каолинит Si₂O₅AlO₂(OH)₂ - листовой силикат, представляет собой двухслойную структуру, состоящую из слоя кремнекислородных тетраэдров Si₂O₅ и гидраргилитового слоя А1(ОН)₂⁺

Благодаря большому количеству гидроксильных групп в пакетах между ними возникают сильные водородные связи, поэтому каолинит трудно диспергирует в воде.

Каолинит также, как и монтморилонит и иллит, имеет в растворе тонкодисперсные и землистые агрегаты неправильной формы, но у каолинита чешуйки встречается чаще, чем у вышерассмотренных минералов.

Качество глинистых минералов, как структурообразователей определяют по гидрофильности дисперсности их частиц (таблица 2.1.)

Таблица 2.1

Минерал	Формула	Дисперсность, м2/г2	Гидрофильность(теплота растворения, ° С
Натриевый монтмориллонит	2Si02 AlOH Nа	800-900	100-120
Кальциевый монтмориллонит	2SIO2 AlOH Cа	450-800	50-100
Иллит	2KSIO2 AlOH Cа	200-450	20-50
Каолинит	SiO2 AlOH	20-80	2-20

Таким образом глинистые частицы представлены преимущественно кремнекислородными тетраэдрами (оксидами кремния,) и гидраргилитом . Оксиды кремния в водном растворе образут труднорастворимую кислоту,

SiO∙H₂O,

способную образовывать гидрофильную структуры (силикагель), а гидроаргилит AlOH²⁺ в водном растворе образует алюмокислоту (алюмогель),

AlOH²⁺+2H₂O = Al(OH)₃ = H₃AlO₃

В результате образования кислоты, активность глинистых частиц слабая, поэтому для активации раствора в него вводят щелочи KOH или NаOH

.