蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負(fù)電的硅酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的土狀礦物，其晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成。具有特的一維層狀納米結(jié)構(gòu)和陽離子交換性特性，從而賦予蒙脫土諸多改性的可能和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。

天然蒙脫土按其層間可交換陽離子的種類分為氫基、鈣基、鈉基、鋰基等蒙脫土，以鈣基蒙脫土為主，但其性能較差，產(chǎn)品附加價(jià)值低。鈉基蒙脫土比鈣基蒙脫土有更好的膨脹性、陽離子交換性，水介質(zhì)中的分散性、粘性、潤滑性、熱穩(wěn)定性及較高熱濕壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度?？捎肗aCl乙醇溶液、碳酸鈉、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉作為改性劑交換鈣基蒙脫土為鈉基蒙脫土。

蒙脫土由于層間的大量無機(jī)離子而表現(xiàn)出來的疏油性，不利于其在聚合物基體中的分散，因此要對其進(jìn)行有機(jī)改性。蒙脫土常用的有機(jī)改性劑有陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚合物單體和偶聯(lián)劑等。例如采用陽離子表面活性劑改性常用十六或十八烷基基等季銨鹽處理蒙脫土，發(fā)生陽離子交換反應(yīng)。使有機(jī)基團(tuán)覆蓋蒙脫土表面或揷入其層間，使其表面能發(fā)生變化，增大了層間距，使其由原來的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性。

合成橡膠為納米蒙脫土大需求端。納米蒙脫土具有耐腐蝕、抗沖擊、耐磨損等優(yōu)勢，能有效改善合成橡膠的氣密度，提高其強(qiáng)度及伸張率。近年來，我國合成橡膠行業(yè)景氣度不斷提升，產(chǎn)量呈持續(xù)增長態(tài)勢。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年我國合成橡膠產(chǎn)量達(dá)811.7萬噸，同比增長9.7%。在此背景下，納米蒙脫土作為合成橡膠原材料，行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

納米蒙脫土活性劑，其作用機(jī)理是通過離子交換反應(yīng)，增加季銨鹽表面活性劑在蒙脫土片層間的載負(fù)量和納米材料對表面活性劑的協(xié)同穩(wěn)定作用。由于蒙脫土硅酸鹽片層之間吸附有金屬陽離子，季銨鹽表面活性劑中的陽離子基團(tuán)與這些金屬陽離子進(jìn)行離子交換，從而形成納米蒙脫土活性劑。

陽離子表面活性劑是改性MMT常用且使用多的一類有機(jī)改性劑，其改性機(jī)理為：陽離子表面活性劑通過與MMT層間的陽離子進(jìn)行離子交換，使得陽離子表面活性劑能夠順利進(jìn)入MMT層間，使MMT由疏油性變成親油性，且增大了MMT的層間距，有利于聚合物鏈進(jìn)一步的插層。