(1)离子浸泡改性将蛭石离子改性后煅烧可以提高蛭石的膨胀效果。这种方法在Yang的专利中论及,该文献用K1、NH4+、Cl-,N03-等离子溶液对蛭石进行浸泡,在足够的时间内可以使溶液中的离子与蛭石的屡间离子发生离子交换,从而对蛭石进行改性,在较低的温度下即可以达到很好的嘭胀效果。北京航空航天大学材料科学与工程学院的研究中,蛭石片径为2~4mm,浸泡改性时,除了上述专利所述的离子种类外,还进一步使用了Mg、Al等金属离子,其实验结果表明Mg离子对于蛭石膨胀的正面影响最大,K离子次之。
资料统计表明,蛭石中MgO的含量对蛭石的膨胀影响较明显,新疆且干布拉克蛭石Mg0含量高,受热膨胀倍数高。还有研究表明,铁和钛的含量高会使膨胀倍数减小。这些现象和层间结合水的多少有直接的关系,而这些元素本身只是间接的因素。通过浸泡,使蛭石的层间聚集了大量的阳离子,而这些阳离子可以结合水分成为结合水。层间阳离子在层间常和水分子结合成八面体配位,层间阳离子含量高,相应结合水的含量也大,因而在蛭石膨胀时产生的水蒸气压力亦大,引起的膨胀亦大。Mg2+在蛭石结构中一方面充填八面体空隙,另一方面可作为层间阳离子进入层间。Fe、Ti在蛭石的晶体结构中常代替Mg2+进入八面体空隙,这样蛭石单元层的层电荷就相应减少,因而层间阳离子的数目也要相应减少,引起层间结合水的含量相对较少。此外,结合水的含量还和层间阳离子的水化有关,Mg2+的水化能力强,有二水分子层,因此通常会使蛭石产生更好的膨胀效果。
(2)喷油改性对蛭石表面喷上一层微量的植物油进行煅烧后,与同温度未喷油的蛭石相比,其膨胀度可以得到一定程度的增加。喷的油可以是大豆油、蓖麻油等。北京京航空航天大学材料科学与工程学院的研究中对蛭石表面喷水、喷植物油、硝酸钾改性后喷植物油、未改性直接煅烧四种方式做了对比。蛭石片径为2~4mm,实验结果表明:通过对蛭石表面进行喷油处理可以大大降低膨胀蛭石的堆积密度。
这可能是蛭石表层形戚的均匀油膜,在加热过程中形成了阻挡蛭石内部水分蒸发的阻挡层,使得蛭石内部的压力变大,在此压力下水分的蒸发致使蛭石片层膨胀更大,故膨胀效果优于一般直接煅烧。
另外值得关注的是喷油比喷水改性效果更好。这可能与不同物质的膜层在蛭石表面的表面张力、吸附效果不同有关。因此通过改变喷洒物质就有可能改善蛭石的膨胀效果。