Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 152

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 .. 146 147 148 149 150 151 < 152 > 153 154 155 156 157 158 .. 310 >> Следующая

Коагуляция солями натрия или аммония
Существует много патентов, в которых предлагается сочетание ,кислот с добавлением солей натрия или солей аммония, когда воздействие оказывают как кислоты, так и соли. Часто при этом в системе имеется добавочный свободный аммиак. В том случае, когда реакции протекают при комнатной температуре, тот факт, что осадки будут состоять из микроскопических частиц микропористых силикагелей, по-видимому, не вызывает сомнений. Такие силикагели находят незначительное применение в качестве дисперсных наполнителей,, но широко используются для других целей. Когда же реакции проводятся в горячих растворах, происходит формирование совсем других продуктов и, по-видимому, получаются некоторые разновидности легкодисперги-руемых материалов.
Арсем и Райт [417] получили тонкодисперсный кремнезем путем проведения реакции силиката натрия с хлоридом аммония, кипячением смеси до образования «кремневой кислоты» (в результате чего выделялся аммиак), фильтрованием и высушиванием получаемого конечного продукта. После высушивания при 100°С последний содержал 15% связанной воды, следовательно, должен был представлять собой тонкодисперсный микропористый силикагель. Хейзер [418] приготовил осажденный силикагель, имевший большие поры и способный поглощать до 100% по массе и даже более воды из воздуха, насыщенного влагой. Продукт получался посредством реакции между силикатом натрия и солью аммония при определенных условиях и комнатной температуре. Частицы такого силикагеля оказываются сферическими по форме и имеют размеры в области от 0,5—5 мкм при значении объемной плотности в интервале 0,16— 0,24 г/см3.
Кремнезем может быть также получен в виде осадка при реакции между силикатом натрия и солью натрия, например сульфатом натрия, с последующим подкислением получаемого геля и промыванием. Приготовленный этим способом [419] гель представлял собой скопление большого количества гранул, каждая из которых была подобна губке, содержащей ультрамикроско-
776
Глава 5
пические поры. Аналогичный способ приготовления в горячем растворе был разработан Уосоном [420]. Крейг и Киркхем [421] получили патент на использование для подобной цели бикарбоната натрия.
В другой серии способов основу составляет одновременное проведение нейтрализации силиката натрия и осажденного кремнезема солью аммония. Эккер и Санчез [422] приготовили 5%-ный золь кремнезема в аммиаке пропусканием раствора силиката натрия через ионообменную смолу в аммониевой форме с последующей коагуляцией кремнезема за счет добавления концентрированного раствора соли аммония при рН 8—9,5 и термического старения в течение 4 ч. Такой способ обеспечивал получение осажденного кремнезема высокой чистоты с удельной поверхностью 414 м2/г, объемом пор 1,46 см3/г и диаметром пор 141 А.
Деринг и др. [423] исследовали воздействие N14401 и N301 на процесс коагуляции кремневой кислоты и влияние упрочнения кремнезема на свойства наполнителя для каучука. Эккер и Виньял [424] приготовили нейтрализацией концентрированного раствора силиката натрия огрубленный слипшийся кремнезем с частицами размером 100 мкм, объемом пор 1,75 см3/г и удельной поверхностью 43 м2/г. По этому способу авторы в процессе синтеза последовательно добавляли довольно концентрированный раствор аммиака, уксусную кислоту и ацетат аммония в определенных количествах; полученную смесь нагревали до 90°С в течение 1 ч и затем промывали раствором карбоната аммония для удаления адсорбированного натрия.
При другом варианте способа [425] концентрированный аммиак добавляли в качестве агента для коацервации силиката натрия, после чего силикат частично нейтрализовали до рН 10,6—11,2, осаждали, отфильтровывали и промывали сначала кислотой, затем водой, высушивали и измельчали в порошок. В этом случае не проводили старения или нагревания, чем, вероятно, и объясняется высокое значение удельной поверхности (449 м2/г). Полученные частицы (скорее всего частицы пористого микрогеля) имели размер 50—75 нм и объем пор 2,4 см3/г, что поясняет низкую величину объемной плотности кремнезема, равную всего лишь 0,06 г/см3.
Приведенные примеры показывают возможность формирования частиц пористого микрогеля, которые оказываются коллоидного размера, поэтому усадка при высушивании не происходит. В некоторых случаях частицы микрогеля все же сохраняют микропористость в процессе высушивания, образуя таким образом бипористую систему.
При определенных условиях, однако, подобные микропоры способны закрываться или уменьшаться в размере, так что из-
Силикагели и порошки
777
мерения, выполненные методом БЭТ по адсорбции азота, регистрируют только внешнюю поверхность частиц микрогеля. Таким образом, подобный продукт может иметь низкое значение удельной поверхности, в особенности когда процесс проводится в горячем растворе, а полученный осадок подвергается старению при высоком значении pH [424].
Коагуляция под действием ионов кальция
Этот процесс лежит в основе получения важной группы разновидностей осажденного кремнезема. Босс [426] описал образование двух кремнеземистых продуктов, которые оказались пригодными в качестве армирующих наполнителей в эластомерах и пластмассах. Первым был применен силен, представляющий собой очень тонкодиоперсный силикат кальция, приготовленный путем осаждения-силиката натрия, имевшего силикатное отношение 3,3, совместно с хлоридом кальция при тщательно контролируемых условиях. Босс отметил, что имевшие до некоторой степени щелочный характер первичные частицы диаметром 35 нм образовывали агрегаты при высушивании, что затрудняло диспергирование такого продукта при его использовании в каучуке. Покрытие каждой индивидуальной частицы с целью предупреждения агрегации представлялось сомнительным, поскольку в значительной мере возрастала стоимость при использовании органического вещества, необходимого для покрытия поверхности частиц хотя бы мономолекулярным слоем. Однако такая проблема была решена путем применения некоторой присадки. На этой основе затем был разработан влажный способ получения слегка гидратированного, тонкодисперсного кремнезема при относительно низкой щелочности и с превосходными характеристиками по отношению к диспергированию. Этот продукт, называемый Hi—Sil, имеет размер частиц 25 нм. С тех пор еще ни разу не удавалось получить улучшенные разновидности такого продукта с меньшими по размеру частицами. Согласно данным Аллена [427], наилучший кремнеземный наполнитель приготовляется посредством осаждения силиката кальция, обработки осадка с помощью NH4C1 (для образования СаС12) и пропаривания аммиаком. Струи раствора силиката натрия с силикатным отношением 3,3 и раствора СаС12—NaCl смешивали с помощью центробежного насоса, затем добавляли NH4C1 и кипятили смесь в течение 4 ч для удаления NH3, после чего ее обрабатывали кислотой HCl при 30°С в течение 16 ч. Продукт отфильтровывали, промывали и высушивали. Структура "окончательно получаемого кремнезема в этом случае определяется стадией кипячения в щелочных условиях.
Предыдущая << 1 .. 146 147 148 149 150 151 < 152 > 153 154 155 156 157 158 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed