文/刘佳伟 程文静 王 领

随着国民经济水平和人们对皮肤保健意识的提高，人们对化妆品及其原料的要求逐步发展到以科学护理为主，兼有美容功效。膨润土作为我国丰富的矿资源，可作为日化产品肥皂、洗涤剂等的原材料，且具有吸湿性、吸水膨胀性、悬浮性、分散性、稳定性、触变性、水分散性、增稠性和无毒性等性质，兼具科学与美容功效，未来的发展前景广阔。

我国膨润土的储量丰富，种类齐全，分布广泛。膨润土用途极广，在铸造、矿业、石化、轻工、农业、建筑等各个领域均承担重要角色，被称之为“万能土”。但我国与其他发达国家相比，膨润土的开发和利用程度相对较低。本文将对膨润土的理化性质、改性和改型方法、应用现状进行归纳总结，并对其在化妆品行业中的应用前景进行展望。

膨润土概述

膨润土，又称斑脱岩或膨土岩。它是一种以蒙脱石为主要矿物功效成分的非金属矿产。膨润土的一些性质都是由蒙脱石的性质决定的，蒙脱石的晶体结构是由两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氧八面体晶片组成，属2:1型层状硅酸盐矿物。其化学式：Na x (H2 O) 4 {Al 2 [ Al x Si 4-xO 10 ](OH)2 }，半个晶胞中总阴离子电荷[O10 (OH) 2 ]为22，八面体中存在的阳离子数为2，四面体中存在的阳离子数为4。

膨润土通常为白色，也有浅灰色、乳酪色、浅红色、肉红色、砖红色、褐红色、黄绿色、黑色、斑杂色等，呈油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽，贝壳状或锯齿状断口。

我国膨润土矿资源非常丰富，总储量仅次于美国，居全世界第二位。大部分位于东北及东南沿海各省，种类齐全。以分布广、埋藏浅、易采掘为特点。据有关资料推算可知，我国的膨润土远景储量资源至少在54亿吨以上。

膨润土在日化产品中主要表现出吸水亲水性、触变性、吸附性、分散性、可塑性、悬浮性、胶体性、润滑性以及无毒性等许多优良的理化特性。

膨润土改性及改型

膨润土提纯方法

膨润土的提纯方法，通常分物理提纯方法和化学提纯方法两种。物理提纯方法被称为选矿提纯法，还可以细分为湿法提纯（水选）、干法提纯（风选）和手选。湿法提纯（水选）主要是针对低品位膨润土矿采用的方法。湿法提纯根据工艺过程不同，分为自然沉降法、絮凝法、高速离心法等，因其在提纯的不同阶段同时采用，故成为淘洗法。

膨润土提纯最常用的方法为干法提纯（风选），其主要利用杂质矿物粒度、密度和硬度大于膨润土的性质，利用重力逐级沉降使矿物分离，从而达到提纯的目的。对于原矿中蒙脱石含量较高的情况，通常选用手选，利用人工将废石选出，然后把剩余含量较高的矿土粉碎包装。化学提纯主要针对物理提纯不能满足除去粒度很细的石英、方石英和氧化铁等，同时为得到高纯度的膨润土而采用的方法。在日化产品中应用需要高纯度的膨润土，必须采用化学提纯法。在实际的提纯工艺中，常常会采用物理和化学方法相结合提纯，这样得到的产品无菌、无毒、白度高，适用于日化产品。

膨润土改性方法

膨润土的结构特性决定了膨润土可以通过改性以获得良好的性能，改性膨润土具有更大的比表面积、离子交换容量等，可提高流动性、湿强度和热强度，增强了节约性，降低了膨润土消耗。膨润土的改性通常是用物理、化学、机械等方法对表面进行处理操作，根据应用需要有目的性地改变矿物表面的物理性质和化学性质，来满足在不同技术和领域中的应用，进而提高膨润土的性质、功能及其使用价值。

膨润土的改性通常分为无机改性和有机改性两类。常用的改性方法有钠化改性法、添加改性剂法、活化改性法。

1. 钠化改性法

钙基膨润土钠化方法主要有干混合法、悬液法、湿挤压法和湿堆放法等等。常用的钠化剂有纯碱、烧碱等。原理为通过离子交换（离子交换吸附）作用，将蒙脱石层间的阳离子钙置换出来，发生正电荷亏损，由吸附在晶体外表面和晶层间的可交换性阳离子来中和平衡。另外，阳离子交换后引起电荷的分布不均匀，置换后的主要电荷在八面体上。但是它距离层间阳离子远，吸引力弱，尤其是对水合阳离子吸引力更弱。改性后钠离子充当平衡硅氧四面体上的负电荷作用，削弱结构单元层间作用力，使其分离成为更薄的单元晶片，进而使内表面积增大，吸附能力也随之增大。

2. 添加改性剂改性

添加改性剂对膨润土改性也是目前该领域研究的热点，添加改性剂的膨润土包括交联膨润土、有机膨润土和有机交联膨润土。

交联膨润土的孔径可调、分布也均匀，具有较好的吸附性，可用于水中离子型或非离子型污物处理。改性机理是通过加入无机大分子改性剂水解产生的金属羟基阳离子所形成。

有机膨润土是通过有机改性剂对天然膨润土改性制得的膨润土。

有机交联膨润土是目前最新的膨润土改性种类，原理是用交联改性剂将天然膨润土改性为交联膨润土，使其层间扩大，再加入有机改性剂，大大加强了其吸附作用。

3. 活化改性法

活化改性法是对膨润土进行活化，通常用的方法有酸化法、高温焙烧法、微波活化法、 还原法、氧化法、盐活化法等，其中酸化法和焙烧法最为常用。

酸化改性法是将膨润土用酸处理，可将膨润土层间的 Na+、K+、Mg2+、Ca2+等阳离子转变为可溶性盐类溶出来，削弱层间键能，可使层间距增大，形成有着微孔网格结构、比表面积大的活性物质。同时，也可除去分布在膨润土结构通道中的杂质，能够增大孔容积，有利吸附质分子的扩散，使改性后的膨润土拥有较强的化学活性和物理吸附性。

高温焙烧法主要是迎合膨润土在不同的温度下焙烧具有不同的表面积特性。膨润土受热先失去表面水、层间吸附水和孔隙中杂质，能够减小水膜和杂质产生的吸附阻力，使吸附性得到改善。

膨润土改型

膨润土改型是通过离子交换来改变蒙脱石层间可交换阳离子的种类以达到改善蒙脱石或提高蒙脱石物化性能的目的。钠基膨润土的物理性能比钙基膨润土更具优势，钠基膨润土比钙基膨润土有更高的经济价值和应用价值。但是，在自然界或膨润土矿床中，钙基膨润土储藏量远大于钠基膨润土，所以膨润土钠化改型就成为膨润土改型的主要发展方向。

近年来，膨润土改型有钙基膨润土钠化改型、钙基膨润土锂化改型、负载稀土膨润土、钛交联膨润土、无机盐改型等。最常用的是钙基膨润土的锂化改型和钙基膨润土的钠化改型。

1. 钙基膨润土的锂化改型

根据蒙脱石的阳离子交换能力，选用无机锂盐，用锂离子将膨润土中的可交换阳离子Ca2+、Mg2+等置换出来，制备成锂基膨润土。

2. 钙基膨润土的钠化改型

改型一般采取添加适当无机钠盐作交换剂，由Na+置换蒙脱石层间的Ca2+和Mg2+，从而增加了蒙脱石中可交换性阳离子的数量，使原土溶于水后增加亲水基团数目，改善了胶体悬浮触变性，一般的膨润土钠化工艺分为干法和湿法，但干法工艺钠化的产品质量较湿法差。

膨润土在洗涤产品中的应用现状

膨润土所含的蒙脱石具有特殊结构，在洗涤产品中表现出悬浮性、分散性、无毒性、亲水性等特点。

制备香皂、肥皂、液体皂

近几年，将膨润土经过提纯、改性、改型、复合等多道工序精加工制成无机矿物凝胶。其化学性质稳定，结构特殊。用矿物凝胶作为香皂、肥皂的添加剂效果特别好，每吨香皂中加入4%的矿物凝胶可节约混合油344千克，即1千克矿物凝胶可节约混合油8.6千克，社会效益和企业效益都十分可观，对缓和我国油脂紧张、降低生产成本具有现实意义。矿物凝胶也可以用在液体皂中，用量为1%效果很好。

制备洗衣粉

在国外就有很多专利说明用膨润土做洗衣粉，去污效果很好。将膨润土经过提纯改性制成矿物凝胶才能使用。用量是1%～60%。和其他组分需有很好的协同作用，洗涤效果会得到明显地改善并具有良好的软化效果。在生产洗涤中可用作水质软化剂。用膨润土合成的NaA型沸石具有较高的离子交换能力，可取代对水质有害的三聚磷酸钠，没有环境污染，是洗衣粉理想的助洗剂。

制备重油垢洗涤剂或膏状洗衣剂

用钙基或钙钠基膨润土经改性后，它们有极强的去污力，并可减少表面活性剂、STPP（三聚磷酸钠）及其他助剂的用量，提高产品的稳定性及质量，降低其生产成本。

制备无机织物柔软剂

用于液、固体洗涤产品，软化织物，增强洗涤效果，降低生产成本。主要起着织物软化剂和增稠剂的作用。吸收溶解的杂质如离子类，同时防止织物表面结壳和渣滓的堆积。膨润土可制备人造沸石，取代洗衣粉中三聚磷钠，可防止洗涤剂污染环境。

膨润土在化妆品中的应用现状

由于膨润土具有超强的去污、解毒、止痒、美白等性能，并具有吸湿性、吸水膨胀性、悬浮、分散、稳定性、触变性、水分散性、增稠性和无毒性等性质，已经成为化妆品中的必备品，是开发天然产品的理想原料。高纯改性膨润土在水溶液中可形成非牛顿液体类型的触变型凝胶，是化妆品行业较为理想的乳液稳定剂。

洗发香波中的应用

在洗发香波中加入改性提纯后的优质膨润土，不仅改变了洗发香波的触变性和黏稠性，而且使洗涤效果明显增强，具有洗、护合一功效。在洗发过程中，洗动处洗发液黏度比不动处黏度低，不易流淌，对眼部具有一定的保护作用，可防止迷眼。另外膨润土还有中和钙盐的能力，避免形成钙的沉积物黏附在头发上，同时解毒作用对慢性皮炎和皮肤瘙痒症有一定疗效，还有减少头屑，增强梳理性的效果。

由于黏土凝胶有网状结构体系，在洗发液中这种结构具有很好的悬浮分散、效果，从而提高产品质量。

牙膏中的应用

膨润土无机凝胶是一种值得推荐的牙膏用粘合剂，其具有无毒性、增稠性、润滑性，主要被应用在牙膏研磨剂中，具有成本低、刺激污染小、性能稳定等特点。作凝胶剂时，可替代国外进口牙膏用增稠剂触变剂—合成硅酸铝镁。

在牙膏生产试验中加入膨润土凝胶，使牙膏的膏体致密，改善牙膏的触变性能。同时由于膨润土有独特的吸附作用，香料以及牙膏中的其他填充剂可以很好地体现这一性质；另外该凝胶可以吸附皮口腔中的细菌，从而起到其他有机凝胶所不具备的保健作用。该凝胶与膏体中其他溶于水的有机、无机盐类有良好的配伍性, 能显著地提高牙膏的生产效益。

面膜中的应用

膨润土中的有效成分蒙脱土具有保水、清洁皮肤、吸附等能力。添加在面膜中吸水力好，可吸收面部多余的油脂污物，吸附皮肤表面的细菌，增加黏度，能够使悬浮粒子不沉积，还有稳定乳化的作用，因此被广泛应用于面膜中。

洁面产品中的应用

由于膨润土特殊网状的内部结构，有离子交换能力、吸附作用、保水和清洁皮肤的能力、药物吸着透皮能力，能有效清除和吸附肌肤纹路中残留的彩妆、污垢杂质，并吸附过剩油脂、去角质、加速老死细胞的脱落。所以，膨润土在洁面产品中是一种优良的填充剂。

润肤乳中的应用

膨润土特殊的网状结构可使大量自由水转化为束缚水以此来提高它的黏度，润肤乳中常添加适量的有机和无机胶以提高乳液的稳定性，高纯改性膨润土在水溶液中可形成非牛顿液体类型的触变型凝胶，是化妆品中较为理想的乳液稳定剂。

在遮瑕产品中的应用

膨润土白炭黑即水合二氧化硅，是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅，常用于防晒、粉底、素颜霜、隔离的遮瑕产品中，具有很好的遮瑕增白效果，在防晒产品中具有一定的防水能力。

在化妆品科学技术迅速发展的今天，化妆品工业正面临着严格的质量监管、高档产品原料昂贵、消费者质疑等诸多挑战。因此，利用天然膨润土作为化妆品的原料，发挥其吸附性、悬浮性和无毒性等优良特性，将会广泛应用于高级日用化学品之中。

膨润土在功能性面膜中的应用将会尤为突出，它可以作为优质的吸附剂和填充剂，将吸附有机物质于载体上，使悬浮粒子不沉积下来，并有稳定乳化的作用，为皮肤补充营养。对生产企业也能够有效地降低成本。

随着科学技术的不断发展和天然健康的生活理念的推广，膨润土在日化产品中的应用开发技术将会越来越成熟。膨润土将会更加科学、安全、有效添加在日化产品中，拥有广阔的发展前景。