La Bentonite è il nome di una serie di argille naturali caratterizzate dalla capacità di assorbire acqua rigonfiando aventi come  componente principale la montmorillonite: un minerale argilloso appartenente alla classe dei fillosilicati chiamati smectiti. Nella bentonite la montmorillonite si accompagna sempre ad altri minerali argillosi (come caolino, mica, illite, etc.) e non argillosi (come quarzo, feldspato, calcite e gesso). La presenza o meno di questi minerali può influenzare la qualità della bentonite e renderla più o meno idonea per determinate applicazioni.

Meccanismo d’azione

Una proprietà fondamentale della bentonite è quella di assorbire acqua rigonfiando,ma  non tutte le bentoniti però hanno uguale capacità di assorbimento. Il grado di idratazione ed il potere rigonfiante dipendono dai tipi di cationi scambiabili presenti possedendo ciascuno di essi un diverso potere idrofilo e solvatante. 

Il rigonfiamento è dovuto a due cause principali: all’assorbimento di acqua alla superficie delle lamelle cristalline ed a forze repulsive di tipo osmotico, per le quali le lamelle unitarie sono forzate a staccarsi l’un l’altra aprendosi a “fisarmonica”. 

La bentonite sodica, con prevalenza di catione sodio (Na+), permette all’acqua di entrare profondamente tra le lamelle, separandole fino all’unità elementare e dando così luogo al caratteristico rigonfiamento. Al contrario, la bentonite calcica, con prevalenza di catione calcio (Ca2+), si idrata in modo del tutto simile ma ha minori proprietà assorbenti essendo caratterizzata da una forte carica positiva che non consente alle molecole di acqua di penetrare tra le lamelle; le particelle quindi si sfaldano a pacchetti anziché rigonfiare.

Viscosità e Tixotropia delle sospensioni acquose

La bentonite dispersa in acqua dà luogo a sospensioni colloidali molto stabili caratterizzate da viscosità e tixotropia, queste sospensioni alle giuste concentrazioni costituiscono veri e propri gel. La formazione della sospensione è dovuta alla penetrazione di molecole di acqua negli interspazi presenti tra le lamelle cristalline: tra questi strati si stabiliscono dei ponti in cui l’acqua è vincolata da legami idrogeno. Le singole lamelle restano pertanto isolate le une dalle altre e contemporaneamente legate tra loro attraverso gli strati di acqua di associazione. Quando il sistema viene lasciato in riposo si ha la formazione di un reticolo che ingloba l’acqua assumendo quindi la consistenza di una gelatina; quando il sistema è sottoposto ad una sollecitazione meccanica si osserva una parziale rottura dei legami che consente una maggiore mobilità delle singole lamelle facendo sì che il sistema acquisti una viscosità inferiore a quella propria dello stato di riposo.