Химия кремнезема - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Был предложен целый ряд применений для силикатов четвертичного аммония. Как показали Уэлдес и Ланге [19], подобные составы теряют большую часть своей органической составляющей при нагревании до 300—400°С, остаток же обогащается кремнеземом и является хорошим связующим. Такие составы могут найти применение также для заполнения пор и формирования покрытий. Потенциальные возможности их использования—обработка неорганических волокон, армирование полимеров, добавки в качестве связующих для высокотемпературных покрытий и красок. Медленно растворяющийся тетраалкилсили-кат способен действовать как схватывающий агент в цементе [137]. Описаны свойства и возможные применения серии четвертичных аммониевых силикатов неизвестного ионного типа, выпускаемых под фирменным названием Р1ЩАМК [138].' Молярные отношения БЮг : (ЫГ\4)20 таких силикатов меняются в интервале от 2,25 до 11,3, содержание кремнезема в растворах составляет 34—45 %, а растворимый порошок содержит 71 % БЮа.
Силикаты органических оснований и основные силикаты щелочных металлов
Были приготовлены двойные силикаты, содержащие четвертичный аммониевый силикат и силикат лития, натрия или калия. Уэлдес описал смеси солей оксиалкиламмония [139—141]. Растворы полисиликата натрия, обычно нестабильные в определенной области силикатных отношений, могут быть стабилизированы добавлением даже небольших количеств четвертичного аммониевого основания. Конечно, добавление больших количеств будет понижать отношение БЮг : М20 (где М — катион металла) и вызывать образование растворимых силикатов, но действие, оказываемое небольшими количествами аммониевого основания, не было объяснено. Например, растворы, содержащие 21,8 % 5Ю2 при отношениях БЮг : Ыа20 в области от 4 : 1 до 12 : 1, устойчивы в присутствии такого четвертичного аммониевого основания, как гидроксид Ы-гексаметилгексамети-
В од о растворимые силикаты
211
лендиаммония, позволяющего получить молярное отношение БЮг к четвертичному аммонию, равное 850 : 1 [142].
В близком по содержанию патенте [143] показано, что отношение 5Ю2:(Г\4М)20 может меняться от 35:1 до 1000:1. Возможно, что сильная адсорбция относительно небольшого числа больших органических катионов на поверхности коллоидных частиц предотвращает их агрегацию, происходящую в том случае, когда присутствуют только лишь ионы натрия.
"Органические основания, зачастую более слабые по сравнению с силикатами четвертичного аммония, присутствуя в растворе совместно с гидроксидом щелочного металла, оказывают различное стабилизирующее воздействие на кремнезем. Так, они способны удерживать коллоидный кремнезем в форме чрезвычайно малых частиц. Была показана [144] возможность сохранять золи кремнезема с величиной удельной поверхности 950—1800 м2/г, что соответствует размеру частиц всего лишь 2—3 нм при отношении БЮг : Ыа20 в интервале от 7 : 1 до 20 : 1, за счет присутствия органического основания с константой диссоциации по крайней мере 10-2 и концентрацией 0,1 — 1,5 Мл. Подходящими являются такие основания, как морфо-л'ин или циклогексиламин, а также третичные и четвертичные аммониевые основания. Небольшой размер частиц не можег быть сохранен в присутствии только одного гидроксида щелочного металла или же одного органического основания. Необходимые составы приготовляют добавлением амина к раствору силиката натрия с последующим удалением натрия до желаемого количества с помощью ионообменной смолы. При отсутствии амина величина удельной поверхности образующегося коллоидного кремнезема самопроизвольно уменьшается, а частицы растут. Но если амин присутствует в системе, то он адсорбируется пропорционально величине удельной поверхности кремнезема и способен тем самым стабилизировать кремнезем в форме чрезвычайно небольших частиц или полиионов.
Такое действие не эквивалентно влиянию, оказываемому величиной рН или одной лишь общей силой основания. Это показано в другой работе [145]: полиоксиорганические соединения, такие, как глицерин или сахара, совместно с основанием щелочного металла проявляли схожий эффект^ препятствующий росту частиц и удерживающий их в устойчивом состоянии с высоким значением удельной поверхности. В таком случае, вероятно, имеет место адсорбция полиоксиорганического соединения или соединений типа спирт—эфир на поверхности кремнезема, поскольку расчеты показывают, что на^ 1 нм2 поверхности кремнезема должна • приходиться по крайней мере одна гидроксильная группа спирта.
14*
212
Глава 2
Другие силикаты органических оснований
Необычный тип силиката органического основания, а именно силикат метионинметилсульфония, находит применение при изготовлении фармацевтических препаратов. Преимуществом такого силиката является то, что он негигроскопичен и не имеет запаха [146]. Разнообразные осажденные силикаты органических оснований также используются в качестве промежуточных соединений в производстве лекарственных средств. Учитывая метод приготовления и слабую силу некоторых из этих оснований, можно предположить, что такие соединения способны адсорбироваться на осажденном кремнеземе, имеющем очень высокое значение удельной поверхности [147].
