Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 10

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 310 >> Следующая

Стерическая стабилизация
Вопросы теории стерической стабилизации золей рассматривались в работах [57, 58]. Были получены частично водные золи кремнезема, которые затем стабилизировались исключительно за счет адсорбции неионных молекул. Типичным примером служит 35%-ный золь, приготовленный Лувиси [59]. Этот золь был свободен от соли и имел рН 3—4,5 при содержании 30—90 % одноатомного спирта, например изопропило-вого. При рН 4—4,5 добавление глиоксаля, очевидно, оказывало стабилизирующее воздействие на золи кремневой кислоты и одновременно способствовало переведению в нерастворимую форму таких водорастворимых полимеров, как желатин или поливини-
442
Глава 4
ловый спирт [60]. Хорошо известно, что золи кремневой кислоты, освобожденные от соли, при низких значениях рН оказываются более стабильными в присутствии веществ,- способных к образованию водородных связей, таких, например, как смеси низших спиртов с полиэфирами. Без сомнения, и более концентрированные золи могут быть стабилизированы подобным образом. Однако максимальная устойчивость достигается лишь при удалении всей воды. Такие золи, обычно называемые орга-нозолями, будут рассмотрены позже в настоящей главе. В типичном процессе предусматривается полное удаление катионов и анионов из кремнеземного золя при поддержании значения рН в интервале 1—7, а затем частичное или же полное замещение воды на спирт, простой эфир или кетон [61].
Стерическая стабилизация была применена и к частицам очень небольшого размера в качестве дополнения к ионной стабилизации. Так, Йетс [62] стабилизировал золи с очень малыми по размеру частицами, комбинируя неорганическое или же органическое основание с водорастворимым неароматическим полиокси- или неполным эфиром многоатомного спирта, например поливинилового спирта. Некоторая стерическая стабилизация имеет место также, вероятно, и тогда, когда присутствует катион органического основания, такой, как (СН3)4М+, поскольку, по данным Уолтера [63], золь кремнезема этого типа можно выпаривать до получения сухого порошка, способного повторно самопроизвольно диспергировать в воде. Такие золи можно также подвергать повторному диспергированию после их замораживания.
Стерическая стабилизация за счет нанесения монослоя присоединенных водородными связями молекул воды [64] должна иметь место в случае золей, которые оказываются устойчивыми по крайней мере в течение нескольких месяцев при низких значениях рН. Существенным фактором является чрезвычайно низкая концентрация ионных примесей, не считая кислоты, которая необходима для поддержания низких значений рН. Щелочь имеет тенденцию к внедрению в частицы и, медленно выделяясь из них, повышает рН и вызывает тем самым гелеобразование, если только не принимаются специальные меры предосторожности. Миндик и Ревен [65] неоднократно подвергали золь процессам деионизации, старения и повторной деионизации путем воздействия смесью, состоящей из катионита и анионита, вплоть до тех пор, пока значение рН не поднималось выше 3 во время хранения. Необходимо отметить, что во всех коммерческих силикатах присутствуют следы алюминия, которые могут находиться
на поверхности кремнезема в виде 51АЮГН+ в достаточном количестве, чтобы способствовать стабильности системы при рН 3.
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
443
Пористые частицы
Первичные частицы коллоидного кремнезема обычно не пористы, если они сформированы или выращены в щелочном растворе и в особенности если они образованы при повышенной температуре (либо в водном растворе выше 60°С, либо сконденсированы из газовой фазы при очень высокой температуре). Плавленый кремнезем (стекло) имеет плотность около 2,20 г/см3. При измерениях плотности порошков различных типов коллоидного аморфного кремнезема методом погружения в ксилол с учетом поправки на небольшое содержание поверхностных ОН-групп были получены следующие значения плотностей (считается, что эквивалентная ОН-группам вода имеет плотность 1,0 г/см3):
Тип кремнезема ¦ Плотность, г/см3
Коммерческие золи 2,2—2,3
Коммерческий силикагель (крупнопо- 2,22 ристый)
Конденсированный из паровой фазы 2,16
Осажденный из горячего раствора 2,0
Для всех таких порошков величина поверхности, определяемая . по адсорбции азота, примерно соответствует значениям, подсчитанным из распределения частиц по размерам, если плотность кремнезема принимается равной 2,2 г/см3, а кривая распределения строится по данным, полученным методом электронной микроскопии [66]. Из этих результатов можно заключить, что частицы рассмотренного типа имеют пористость (по отношению к молекулам азота) менее чем 5—10 объемн. %.
С другой стороны, могут быть приготовлены золи кремнезема, в которых дискретные частицы оказываются довольно пористыми. Обычно такие частицы формируются при комнатной температуре в воде в результате равномерного агрегирования гораздо меньших по размеру первичных частиц диаметром не более 5 нм. Радчевский и Рихтер [67] получили путем гидролиза БЮЦ с последующим старением нейтрализованного раствора пористые частицы диаметром 200 нм. Штобер, Финк и Бон [68] приготовили аналогичные частицы гидролизом этил-силиката в смеси аммиака, воды и спирта. Наиболее детально выполненные исследования проведены на пористых частицах кремнезема, которые приготовлялись растворением измельченного кремния в воде. Балтис [69] обнаружил, что тонкоизмель-ченный порошок кремния, промытый разбавленным раствором № для удаления оксидной пленки, вступает в реакцию с водой с выделением водорода в присутствии катализатора — органического основания. Это позволяет получать прозрачные разбавленные золи с диаметром частиц 8—15 нм, которые можно
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed