Структурообразователи

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

Под воздействием поверхностной энергии частиц вокруг каждой из них образуется плотный гидратный (адсорбированный) слой с повышенной прочностью структуры (гидрогель).

Наиболее эффективным структурообразователем является монтморилонит.

В процессе выветривания пироксенов и амфиболов ленты кремнекислородных тетраэдров связываются в листы, а катионы насыщенные в щелочной среде гидроксильными группами А1(ОН)⁺² прочно связывают эти листы и пакеты. Вместо А1(ОН)⁺² связывание листов может производиться также катионами FeOH²⁺ и MgOH⁺. Пакеты между собой связываются обменными катионами Н, К, Na, Mg, Са..

В натриевых монтморилонитах в качестве обменного катиона преобладают катионы Na, которые с пакетами образуют слабуюионную связь, поэтому монтморилониты легко диспергируют в воде на более мелкие глинистые частицы и катионы Na ⁺.

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 добавлении в раствор кальцинированной сода Na₂СО₃ ионы Са⁺² соединяются с анионами СО^2- образованная соль выпадает в осадок, а агрегаты, связанные только ионами Na⁺, легко 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, что увеличивает взаимодействие между пакетами и уменьшает растворимость минерала в воде.

Образуется иллит при выветривании полевых шпатов в щелочной среде. Функциональные группы =А1ОН, ºSiOH.

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.