Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Частицы коллоидных силикатов многовалентных металлов, например частицы глины и асбеста, адсорбируют коллоидный кремнезем, добавление которого приводит к улучшению таких дисперсий. Вязкость системы, состоящей из диспергированных
604
Глава 4
частиц асбеста в воде, удается понизить без применения сильной щелочи, подобной силикату натрия, только за счет введения кремнезема [688, 689].
Противопенное действие
Механизм, с помощью которого «неорганические наполнители» оказывают противопенное действие в силоксановых жидкостях, был изучен Повичем [690]. Он определил, что по мере добавления кремнезема заметно повышается эффективность этих жидкостей. Кремнезем не понижает давления в пене, но значительное поглощение примесей или изменение вязкости системы оказывается достаточным, чтобы вызвать наблюдаемый эффект. Водный золь кремнезема можно использовать при его эмульгировании в масле, при отгонке воды. Путем проведения реакции кремнезема с полисилоксаном можно гидрофобизовать кремнеземную поверхность [691]. Вместо силиконового масла допустимо применение несмешиваемого с водой оксиэтшген-оксипропиленового полимера, к которому вместе с эмульгатором добавляется коллоидный кремнезем [692].
Полагают, что противопенное действие имеет место, когда большая гидрофобная частица попадает на стенки пузырька. Вследствие низкой адгезии воды к поверхности такой частицы последняя действует подобно «дырке», и поэтому пленка пузырька разрывается. Глейм, Хентов и Башиков [693а] исследовали кинетику разрушения пены. Кулкарни, Годдард и Кан-нер [6936] изучили механизм антипенного действия кремнезема.
Модифицирование вязкости путем гелеобразования
Когда необходимо загустить жидкости, то обычно применяются рыхлые, объемистые кремнеземные порошки, а не концентрированные золи. Точно так же, как кремнезем, ставший неполярным в результате его обработки гидрофобизующим реагентом, агрегирует в воде с образованием густой массы, так и гидрофильный кремнезем агрегирует в неполярных жидкостях до состояния геля. Следовое содержание воды помогает «сцементировать» гидрофильные частицы кремнезема вместе в трехмерную сетку в масляной среде. Уайтман и Чессик [694] исследовали механизм разрушения геля путем введения определенных добавок. Коллоидный кремнезем загущает сернокислотный электролит в процессе хранения аккумуляторных батарей [695]. Порошок пирогенного кремнезема используется как загуститель в полиэфирных смолах, маслах, эпоксидных клеящих вещест-
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
605
вах, полихлорвиниловых пастах и в материалах, применяемых для уплотнения [696].
Необычный эффект наблюдается, когда частицы кремнезема диспергированы с неионным ПАВ (типа полиэтиленоксида) в нафтеновой жидкой фазе: когда жидкость между электродами перемешивается, возникает электрический ток и, наоборот, вязкость смеси повышается при пропускании тока [697].
Различные оптические эффекты, цветообразование,
фотография
Эффекты окрашивания «благородного опала» уже обсуждались в связи с рассмотрением упорядоченной агрегации, а появление интерференционных цветовых оттенков на однородных слоях частиц кремнезема описывалось при рассмотрении вопроса об адсорбции частиц на поверхностях.
Многочисленные патенты были опубликованы по покрытиям, подавляющим отраженный свет. В них кремнезем в разных формах осаждается в виде тонкого, хорошо сцепленного с подложкой слоя, обычно на поверхности стеклянных или пластмассовых пластинок или линз. Покрытие, полученное с «низко гидратированным кремнеземом», было описано в 1945 г. [698]. Пленки коллоидного кремнезема осаждаются различными способами [699—704].
Пленка коллоидного кремнезема на стеклянной подложке ослабляет яркий свет, когда правильно подобрана толщина плёнки [705]. Как уже выше описывалось, Айлер разработал метод наращивания полислоев, состоящих из однородных по размеру коллоидных частиц, на различных поверхностях до любой желаемой толщины [403, 404]. Было разработано про-тивоотражающее покрытие, составленное из двух слоев, толщины которых составляли одну восьмую длины световой волны, причем один слой состоял из коллоидного кремнезема, а другой — из фторированного полимера с показателем преломления 1,3—1,45 [706]. Различное содержание влаги вследствие ее конденсации в порах приводит к изменениям оптических свойств пленок, изготовленных из пористого кремнезема [707]. Другие предложенные противоотражающие слои состоят из многослойных пленок, в состав которых входит ТЮ2 и Si02 или Si02, Sn02, Zr02 [708, 709].
«Черное зеркало», прозрачное для инфракрасной области, приготовляется путем, осаждения слоев никеля (частицы размером 10—15 нм) и Si02 (80—90 нм); такое зеркало применяется для исследований, связанных с поглощением солнечной энергии [710]. С другой стороны, можно приготовлять пленки на стеклянной подложке, которые обладают очень высокой
606
Глава 4
отражательной способностью; такие пленки получены осаждением ТЮ2 и Si02 [711]. Пленки толщиной более 1 мкм склонны к растрескиванию и шелушению и отходят от стекла, если только не содержат пористые слои и не предусмотрено их нанесение на полированную подложку [712]. Как описали Ведан и др. [713], методом эллипсометрии можно определять как толщину тонких пленок, так и показатель преломления. Чтобы получить интерференционные цвета разных оттенков, пигмент из слюды покрывается ТЮ2 и Si02 при правильном подборе толщины слоя [714]. Покрытие внутри колб электрических ламп для получения рассеянного света без его поглощения формируется из коллоидного кремнезема [715, 716]. Слой кремнезема может также использоваться для связывания 'фосфора с внутренней поверхностью ламповых колб [717]. Покрытие для "получения рассеянного света может быть приготовлено нанесением коллоидного кремнезема на стеклянную подложку посредством распыления при 100—400°С [718]. Даже кожу можно матировать. Косметический состав, содержащий 3—7 % коллоидного кремнезема, исключает необходимость применения пудры [719].
