Utilisation du rayonnement synchrotron en diffusion aux petits angles pour l'etude du gonflement des smectites: II. Etude de différents systÈmes eau-smectites en fonction de la température

Résumé

Le mécanisme de dispersion dans l'eau d'une smectite a été étudié en fonction de 2 paramètres: la nature du cation interlamellaire, la nature du feuillet de smectite. Pour cela, on a observé l'évolution du diagramme de diffusion aux petits angles en fonction de la température (entre −15°C et la température ambiante) d'une série de dispersions contenant 20 g d'argile dans 100 g d'eau. La méhode d'interprétation des diagrammes est basée sur la comparaison entre courbes expérimentales et calculées. Les résultats obtenus montrent le rôle, dans l'aptitude au gonflement de la smectite, du cation interlamellaire, de la charge cu feuillet et de sa localisation. Ils montrent également quelles caractéristiques de la structure sont conservées entre la dispersion finale et le solide initial, ce qui permet d'en déduire le mécanisme de dispersion pour chaque smectite.

Abstract

The dispersion/swelling behaviour of smectite in water was studied as a function of two parameters: the nature of the interlamellar cation and the nature of the clay layer. The process was monitored, and interpreted, by comparing observed and calculated small-angle X-ray scattering profile development as a function of temperature (−15°C to room temperature) for 20 g dispersions of various smectites in 100 g water. The results allowed the relative roles of interlamellar cations, layer charge, and the localization of the latter within the structure to be evaluated with respect to the swelling process. The dispersion process appeared to be influenced by the type of structural organization of particles within the original, solid smectite.

Kurzreferat

Das Dispergierungs- bzw. Quellungsverhalten von Smectit in Wasser (20 g in 100 ml) wurde in Abhängigkeit vom Zwischenschicht-Kation und der Art der Tonschicht durch den Vergleich von berechneter und gemessener Röntgen-Kleinwinkelstreuung bei Temperaturen zwischen −15°C und Zimmertemperatur untersucht. Aus den Ergebnissen konnte die Bedeutung der Zwischenschicht-Kationen sowie der Schichtladung und ihrer Lokalisation im Gitter für den Quellungsprozeß abgeleitet werden. Es hatte den Anschein, als ob der Dispergierungseffekt ebenfalls durch die Partikelstruktur innerhalb des festen Smectits beeinflußt wurde.

Resumen

Se ha estudiado el proceso de hinchamiento/dispersión de las esmectitas en agua en función de la naturaleza de las láminas del silicato y del catión interlaminar. Se emplearon suspensiones de 20 g de differentes esmectitas en 100 g de agua y se realizaron medidas en le rango de temperaturas de −15°C a temperatura ambiente. El estado de hinchamiento/dispersión de las esmectitas se determinó a partir de las bandas de difusión de rayos X a pequeños ángulos comparando los perfiles calculados y observados de dichas bandas. Los resultados obtenidos permiten definir el papel relativo que juegan en el proceso de hinchamiento/dispersión, los cationes interlaminares, la carga de la lámina y la localización de dicha carga en la estructura. El hinchamiento/dispersión de las esmectitas parece estar influído también por el tipo de organización estructural del mineral original.