我国膨润土储量居世界首位,因其独特的层状结构及吸附和流变性能,被广泛用于二十多个领域一百多个部门,号称“万能粘土”。蒙脱石是膨润土的主要成分,其分散、膨胀、悬浮、增稠、触变等流变性能受到蒙脱石成因、层电荷高低、层间及端面电荷分布、层间阳离子、阴离子、分散粒径、成分及纯度等多种因素的影响,且各因素间存在一定的相关性,给蒙脱石流变剂产品的研发和应用带来了困难。当前国内高品质蒙脱石无机凝胶的开发及应用不成熟,产品种类单一,性能、价格及应用解决方案上与国外同类产品相比有很大差距,存在高层电荷蒙脱石分散膨胀性差、人工钠基蒙脱石的悬浮稳定性比天然钠基蒙脱石差、普通钠基蒙脱石分散易成团、水化慢,以及在醇水混合体系需预活化、增稠悬浮效率低等问题,极大的限制了其应用和推广。全球高附加值领域应用的蒙脱石类流变剂产品都被美国、日本等公司垄断。本论文选取辽宁喀左、河北宣化、内蒙赤峰这三种不同层电荷类型的膨润土矿为代表,提纯制备了纯度98.0%以上的高纯蒙脱石。通过改变蒙脱石层间阳离子的种类和数量、降低层间水分子的空间位阻、调节层电荷和端面电荷,解决蒙脱石的分散、水化、膨胀、增稠、悬浮等问题。考查了不同层电荷类型的蒙脱石的流变性差异,讨论了各因素对蒙脱石流变性能的影响,分析了改性方法、p H、电解质、不同阴离子、偶联剂接枝改性等对蒙脱石流变性的影响机理,并评估了在球团、乳胶漆、铸造涂料、化妆品等方面的应用效果,探讨了不同应用领域对产品的层电荷、触变指数、增稠悬浮性等性能指标的要求及蒙脱石的流变性能在实际应用中的作用。这对今后开发高附加值的蒙脱石流变剂,推动蒙脱石产品的开发及应用,替代或超越国外同类产品,有重要的指导意义。本论文创新点在于:（1）采用先低温煅烧再挤压钠化的新工艺,大幅提高了高层电荷蒙脱石的分散悬浮性,与传统钠化法相比,酸膨胀倍提高了1.5倍以上。（2）采用酸和铵盐预处理再水洗后钠化的方式,制备了类天然钠基蒙脱石,解决了人工钠基蒙脱石中钙镁等高价离子对分散性能的影响,大大提高了其悬浮稳定性、增稠性和膨胀性,性能优于日本高纯天然钠基蒙脱石KUNIPIA G。本论文主要得出以下结论:（1）采用磨矿制浆钠化提纯法对辽宁、河北、内蒙三种不同层电荷类型的膨润土进行提纯,得到最佳提纯参数,并制备出符合2015版医药蒙脱石标准的三种高纯蒙脱石。通过XRD、SEM、XRF及Zeta电位测试,并计算了层电荷,结果表明,辽宁、河北、内蒙三种蒙脱石依次为低、中、高层电荷类型,层电荷越低的蒙脱石,镁含量越低,电负性越大,分散悬浮性越好。（2）讨论了阴离子对蒙脱石流变性的影响,结果表明,阳离子相同时,硫酸根、乙酸根、硝酸根、氯离子改性的蒙脱石增稠触变性好、分散速度快。硅酸根改性的蒙脱石悬浮膨胀性好、分散速度快,但增稠触变性差,可用于制备低粘度高悬浮型样品。（3）先低温煅烧再挤压钠化可以有效提高蒙脱石的分散悬浮性能。低温热处理保持其层结构的同时脱除了蒙脱石的吸附水和层间水,使空间位阻减小。还促进了蒙脱石中的二价铁被氧化成三价铁,降低了层间电荷,进一步提高了膨胀倍。尤其是对于层电荷高、颗粒堆积紧密、不易分散的内蒙钠基蒙脱石改善效果显著,酸膨胀倍从传统钠化法制备样的32 m L/g增加至80 m L/g,提高了1.5倍。（4）考查了尿素和草酸对蒙脱石流变性的影响,结果表明,两者都可以提高蒙脱石的流变性能,使粘度和膨胀倍增加,滤失量降低,且尿素和草酸同时使用可以协同增效。球团应用实验结果表明,尿素改性内蒙钠基蒙脱石与常规内蒙钠基蒙脱石相比,制备的球团在抗压强度、落下强度和成品球量方面性能明显提高,添加量可从1.5%降低至1.0%,生球质量满足要求,有效节约生产成本。（5）通过先去除蒙脱石层间的高价阳离子,再水洗后钠化的方法,人工制备了类天然钠基蒙脱石。结果表明,采用酸和铵盐复合改性,可使蒙脱石中的钙含量从2.00%以上降低至0.50%以下,降低了高价离子对蒙脱石悬浮稳定性的影响,制备的类天然钠基蒙脱石的粘度和2 g膨胀倍是传统方法制备的钠基蒙脱石的2倍以上,性能优于日本高纯天然钠基蒙脱石KUNIPIA G。（6）制备了快速分散水化蒙脱石,结果表明,硫酸钠、硅酸钠和偶联剂接枝的钠基蒙脱石均为快速分散水化级别,分散和水化时间均不超过10 min。硫酸钠改性的钠基蒙脱石,触变指数7.0以上,5%粘度770 m Pa·s,可用作高触变型蒙脱石悬浮流变剂。硅酸钠改性的钠基蒙脱石触变指数5.0以下,5%粘度110 m Pa·s,悬浮性好,可用作低粘度高悬浮型蒙脱石流变剂。偶联剂接枝的钠基蒙脱石4%粘度5240 m Pa·s,触变指数5.0-7.0,可用作高粘度型蒙脱石悬浮流变剂。乳胶漆应用实验结果表明,快速分散水化蒙脱石能明显提高乳胶漆的悬浮性,有效避免普通钠基蒙脱石用于乳胶漆产生的后增稠问题,偶联剂接枝蒙脱石应用效果最好。（7）分析了蒙脱石的水化膨胀机理,可分为晶层膨胀和渗透膨胀。开始为内部膨胀,主要是由于层间阳离子的水化作用,蒙脱石吸附的水以水分子层的形式逐层充满,大量水分子的填充使层间结合力减弱,层间距增大,发生体积膨胀。当层间距增加到一定程度后,转变为外部膨胀,由于晶层内外离子浓度差引起渗透压差,水分子进入层间,阳离子扩散到水中,形成双电层,产生斥力,使层间距增加,引起膨胀。快速分散的机理也是基于双电层理论,少量电解质的加入压缩双电层,使片层间作用力减小,分散速度加快,完全分散后局部离子浓度降低,流变性能恢复。（8）将偶联剂接枝蒙脱石用作化妆品乳化剂,具备自增稠、自乳化的特点,与常规乳化剂相比,适用p H范围宽,耐电解质性能好,对温度不敏感,不需外加增稠剂,且不受HLB理论限制,配伍性好,乳化能力强,对各类油脂如矿物油、植物油、酯类、硅油等均具有较优的乳化效果,同时还兼具蒙脱石增稠、美白、修复、改善肤感等功能,适宜添加量为1-5%。（9）制备了醇水两用型改性蒙脱石,结果表明,中高层电荷蒙脱石在醇水混合体系的增稠悬浮性差。用草酸锂、氟化锂、凹凸棒、偶联剂等改性都可以增加低层电荷的辽宁锂基蒙脱石在水和醇中的增稠悬浮性。醇基铸造涂料中的应用实验结果表明,最佳方案为先蒙脱石和凹凸棒7:3复配进行锂化改性再用2.00%十二烷基三乙氧基硅烷偶联剂接枝,用量低至2.0%,24 h悬浮率95%以上,7 d悬浮率80%以上,长期储存不会产生硬沉淀,流平性好,效果优于市场同类产品。