Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Никакого постоянного применения коллоидный кремнезем не находил, пока не стали доступными концентрированные, стандартизированные, устойчивые коммерческие золи. Шверцн [464] в 1915 г. получил разбавленный золь в результате процесса электролиза раствора силиката натрия. В 1933 г. Грнсс-бах [465] составил библиографию, относящуюся к приготовлению и использованию коллоидного кремнезема. 10%-ный золь, стабилизированный аммиаком, начала производить фирма I. G. Farbenindustries. Многие из казавшихся тогда возможными применений в' настоящее время осуществлены: использование в бумажном и текстильном производстве, в качестве наполнителя резиновых изделий, в керамических и огнеупорных материалах. В 1945 г. Уайт [5] от фирмы Monsanto Chemical запатентовал способ превращения посредством автоклавной обработки щелочного геля кремнезема в относительно стабильный 20 %-ный золь с неоднородными по размеру частицами. В 1941 г. Бёрд [4] из National Aluminate Со., а в 1951 г. Бечтольд п Снайдер [6] от фирмы Е. I. du Pont de Nemours Со. запатентовали способы удаления натрия из раствора силиката натрия посредством ионного обмена и выращивания частиц до желаемого размера в процессе концентрирования золя выпариванием. Благодаря этим работам были созданы стабильные прозрачные золи, содержащие 30 % кремнезема в виде однородных частиц диаметром 10—15 нм. С того времени масштабы практического применения коллоидного кремнезема выросли, н ниже перечисляются виды его использования в соответствии с темп задачами, для которых нужен такой кремнезем.
1. Приготовление енлнкагелей с необходимыми характеристиками: удельной поверхностью, размером пор, механической прочностью, определяемыми размером частиц коллоидного кремнезема; например для использования таких спликагелей в качестве основных катализаторов и адсорбентов.
2. Получение загущенных и связанных волокнистых и гранулированных материалов посредством введения золя и последующего высушивания системы до образования жесткой структуры геля. Это находит применение при изготовлении, например, точных литейных форм, отформованных огнеупорных изделий п высокотемпературных изоляционных материалов.
11 Заказ Л» ?50
578
Глава 4
3. Увеличение коэффициента трения между трущимися поверхностями («невидимый песок»), что используется, например, на железнодорожных рельсовых путя-х, натертых вощеных полах и для текстильных волокон.
4. Приготовление средств для уменьшения склеивания и слипания органических пленок, а также для снятия статических зарядов с таких пленок.
5. Проведение обработок поверхностей для устранения возможности их загрязнения. Это достигается путем заполнения золем микропор пористых материалов и получения ультраполированной олеофобной их поверхности, чтобы исключить накопление на них загрязняющих частиц. Такой обработке могут подвергаться, например, ткани, бумага и окрашенные поверхности.
6. Придание различным поверхностям гидрофильных, олео-фобных свойств благодаря присутствию на поверхности кремнеземных частиц высокополярных групп ЭЮН. Примером могут служить печатные формы, используемые для офсетной печати.
7. Повышение или понижение адгезии между поверхностями в зависимости от применяемой подложки и способа нанесения коллоидного кремнезема. Это находит применение при обработке поверхностей, например органических пленок, стекол и металлов.
8. Использование в качестве компонента: а) для создания тонких тугоплавких, непроводящих пленок на электропроводных поверхностях, например при обработке металлических пластинок, используемых в сердечниках трансформаторов; б) для создания электропроводных пленок на непроводящих материалах, например при получении графитированных покрытий на бумаге. '
9. Использование в качестве агентов, вызывающих формирование поперечных связей, загустителей и наполнителей в органических полимерных материалах, что обеспечивается посредством связывания полимерных цепочек с равномерно распределенными коллоидными частицами кремнезема. Это находит применение при получении, например, искусственных кож, изделий из вспененного латекса, эластомеров.
10. Употребление в качестве агента для полирования кремневых пластин.
11. Придание системам определенных поверхностно-активных свойств: флокулирующих, коагулирующих, диспергирующих, стабилизирующих, эмульгирующих, суспендирующих; придание антипенных свойств.
12. Регулирование вязкости систем: загущение, застудневание.
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
579
13. Образование адсорбционных пленок на поверхностях; получение оптических эффектов.
14. Использование в фотографии в качестве компонента в многослойных пленочных системах.
15. Применение в биологических исследованиях; получение питательных сред или сред при исследованиях методом центрифугирования.
16. Получение реакционноспособного кремнезема.
Приготовление катализаторов, силикагелей, адсорбентов
Процесс приготовления кремнеземсодержащих материалов из коллоидного кремнезема, а не из силиката натрия имеет очевидные преимущества, связанные с легкостью присоединения коллоидного кремнезема к другим компонентам катализатора., минимальной процедурой промывания для удаления нежелательных солей и возможностью получения более широкопористой однородной структуры за счет формирования геля из относительно больших однородных коллоидных частиц. Преимуществом приготовления основного катализатора из сферических частиц коллоидного кремнезема, размещенных в плотно упакованную систему, оказывается то, что при повышенной температуре масса катализатора не может легко сжиматься и разрушаться или спекаться, и, таким образом, однородные поры, образуемые между однородными частицами с единообразной упаковкой, обеспечивают постоянное значение удельной поверхности и высокую степень каталитической активности [467].
