Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Пленки из поливинилового спирта могут загущаться и переводиться в нерастворимую форму в воде после введения коллоидного кремнезема [671—673]. Твердый, способный формоваться материал на основе ПВС приготовляется из смеси, содержащей раствор полимера и коллоидный кремнезем, с добавлением глицерина как пластификатора. Прочные, жесткие, с высоким значением сопротивления удару листы из такого материала получались горячим прессованием [674].
Полировальный реагент для кремниевых пластин
В электронной промышленности пластинчатые заготовки для полупроводников, отрезанные от монокристаллов кремния, полируются до чрезвычайно высокой степени чистовой обра-
602
Глава 4
ботки с применением в качестве полирующей среды- коллоидного кремнезема при высоких значениях рН. Даже самые тончайшие стандартные абразивные порошки оказываются слишком грубыми для таких целей. Уолш и Герцог [675] подробно описывают эту проблему. Улучшенный состав золя кремнезема заявлен Сирсом, которому удалось стабилизировать частицы кремнезема против их растворения в щелочной среде путем нанесения на такие частицы покрытия, содержащего алюмосиликатные анионные группы. Это дало возможность работать при значениях рН 11 или даже выше с целью увеличения скорости полирования [676]. ,
Частицы кремнезема очень высокой чистоты и диаметром 10—20 нм формировались в результате гидролиза (СгНбО^Б! в системе бутанол—вода—аммоний. Осажденный кремнезем высушивали и диспергировали при рН 11 в присутствии (СН3)4ЫСН для получения полировального реагента (основание, вероятно, способствует подавлению процесса растворения кремнезема при высоком значении рН) [677]. Частицы кремнезема размером менее 100 нм, находящиеся в шламе при рН 10, как указывают авторы работы [678], загущались водорастворимым производным целлюлозы. Суспензия, состоящая из тончайших частиц осажденного кремнезема в растворе четвертичного аммониевого силиката при рН 10, также может использоваться для полирования [679].
Воздействие ПАВ
Окура, Гото и Мураи [680] представили обзор, в котором основательно разобрали химические вопросы, связанные с фло-кулирующим действием кремнезема. Проблемы коагуляции при обработке кремнезема в водной среде в дальнейшем были обсуждены в работе [681]. Несмотря на то что коммерческий коллоидный кремнезем оказывает флокулирующее действие, кремневая кислота, полимеризованная из смеси силиката натрия и кислоты, оказывается гораздо дешевле и, вероятно, и более действенной, если только она приготовляется при контролируемых условиях. Использование подобных активированных золей кремнезема при флокуляции рассматривалось в гл. 3.
Эффекты диспергирования
Эффекты диспергирования и субсидирования, в частности при производстве эмульсионных полимеров, продолжают вызывать интерес. Коллоидный кремнезем используется в качестве диспергирующего агента при производстве определенного вида
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
603
органических сополимеров, что дает возможность, следовательно, избегать применения органических ПАВ или веществ, которые вызывают понижение поверхностного натяжения при диспергировании. Высокое значение поверхностного натяжения является определенным преимуществом при нанесении покрытий методами погружения или в потоке [682]. Эмульсионная полимеризация на основе стирола или акриловых мономеров с использованием коллоидного кремнезема в качестве агента суспенднрования позволяет избегать применения органических ПАВ, которые уменьшают термическую устойчивость полимера [683].
Когда коллоидный кремнезем частично покрывается адсорбированными катионными органическими молекулами, он оказывается очень устойчивым эмульгатором для эмульсий масла в воде. Вероятно, непокрытые участки частиц кремнезема остаются в контакте с водной фазой, тогда как органофильные участки (там, где адсорбированы мицеллы) находятся в контакте с фазой масла. Широкий набор подобных катионных веществ перечисляется в каталогах, и имеются описания их применений при эмульсионной полимеризации органических мономеров [684].
При микрокапсулировании стабилизирование эмульсии происходит посредством образования прочных герметичных пленок вокруг каждой капельки. Такие пленки можно получить, как описывает Брокетт [685], за счет соединения коллоидного кремнезема и желатина. По-видимому, в дальнейшем целесообразно проводить исследование по взаимодействию коллоидного кремнезема или с полимерами в катионной форме, или с катионными ПАВ в масляной среде, или с полимерными эмульсиями и другими дисперсными фазами в воде, в особенности с точки зрения образования систем с высокой степенью стабилизации поверхности раздела фаз.
Моющие средства могут быть улучшены путем добавления кремнезема. При удалении масла с поверхности стали коллоидный кремнезем, возможно, адсорбируется на оксидной пленке, покрывающей металл, и помогает вытеснить жирные кислоты. Таким образом, подкисленный золь кремнезема в спирте или в других способных смешиваться с водой растворителях обезжиривает поверхность металла [686]. Коллоидный кремнезем может замещать фосфат в анионных моющих средствах, если он получается из силиката натрия и кислоты, образующей моющее средство [687].
