Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Специфическая адсорбция многозарядных катионов, таких как А1, ре, может привести к перезарядке поверхности. При отсутствии зарядов в области низких рН стабильность золей обусловлена наличием гидратных оболочек, препятствующих агрегированию частиц между собой.
Айлер определяет несколько видов агрегации частиц золя: гелеобразование, коагуляцию, флокуляцию и коацервацию, которые подчас (особенно при высоких концентрациях кремнезема) трудноразличимы. Гелеобразование (желатинизация) золя заключается в образовании цепочек (сеток) из связанных между собой частиц кремнезема, причем концентрация кремнезема остается постоянной по всему объему золя. Золи из мелких частиц обычно сохраняют свою прозрачность, но характеризуются нарастающей во времени вязкостью. Заканчивается процесс полным структурированием и потерей подвижности. На ранних стадиях гелеобра-зования взаимодействие частиц носит обратимый характер и возможна пептизация геля, но образование силоксановых связей между частицами делает структурирование необратимым.
Коагуляция — это неупорядоченное агрегирование частиц кремнезема. Для него характерно объединение частиц в более или менее крупные рыхлые агрегаты, что приводит к потере прозрачности и постепенной седиментации агрегатов. Флокуляция — это неупорядоченная агрегация частиц с участием сшивающих аген: тов, образующих мостики между частицами. При высыхании такой системы, в отличие от коагуляции, создается весьма открытая структура, так как отсутствует непосредственное слипание частиц. Коацервация — образование двух жидких фаз — происходит при адсорбции золем поверхностно-активных веществ так, что поверхность кремнезема становится гидрофобной. В результате гидрофобные частицы кремнезема, взаимодействуя между собой, образуют свою жидкую фазу с высокой концентрацией кремнезема, а вода, почти лишенная кремнезема, — свою отдельную фазу, в которую обычно переходят электролиты.
Области применения золей весьма разнообразны. Они используются в различных композициях в качестве связующих веществ, широко применяются в производстве катализаторов и адсорбентов. Золи добавляют для загущения различных жидких систем, для получения пленок гидрофильного или гидрофобного характера на самых различных поверхностях. Они входят в состав различных неорганических красок и покрытий, а также используются в качестве полупродукта, кремнезема высокой реакционной способности.
Производство золей является многотоннажным и насчитывает Десятки наименований марок, отличающихся концентрацией БЮг ВиДОм стабилизатора, размером частиц, величиной рН, различным °-бразом модифицированной поверхностью. Зарубежные фирмы ^пускают также золи по заказу, мелкими партиями специального Назначения.
6 Заказ 23 81
2.6. Силикаты органических оснований
2.6.1. Получение растворов
Помимо гидроксидов щелочных металлов, существует МНОГО других оснований, главным образом органических, катионы которых не образуют с силикатными анионами малорастворимых со-единений. Однако растворимость самого кремнезема в щелочных средах по реакции
Si(OH)4^ + OH- = Si(OH)30- + H20
с константой равновесия, равной 1,8- 104 при 25 °С, может достигать технологически значимых величин только в растворах с pH, близких к 12 и выше, так как растворимость кремнезема в мономерной форме Si(OH)4a7 равна 0,0020 моль/дм3. Следовательно, а5|-(ОН)з0-=36аон-. Практически это означает, что константа диссоциации основания, растворяющего кремнезем, должна быть заметно больше 10_3. Таким образом, растворы амидов и больший ства первичных, вторичных и третичных аминов непригодны для получения растворов силикатов прямым растворением в них кремнезема. По данным [21], такие основания, как моноэтаноламин, пропилендиамин, триэтиламин, триэтилентетрамин, бутиламин дибутиламин, при комнатной температуре растворяют кремнезем в виде силикагеля до концентрации меньше 0,1%. В большей сте пени, до концентрации от 0,1 до 1,5%, силикагель растворяется в таких органических основаниях, как диэтаноламин, триэтанол-амин, этилендиамин, диэтилентриамин, аминоэтилэтаноламин, циклогексиламин, октиламин и морфолин. При этом повышение температуры не всегда увеличивает количество растворившегося кремнезема. Малая растворимость кремнезема в перечисленных основаниях не исключает возможности косвенного получения полезных метастабильных систем с этими основаниями. Прямым растворением активного кремнезема можно получить высокие кон центрации силикатов при использовании водных растворов оснований четвертичного аммония NR4OH, где R — не только радикалы алифатического (алкилы) или ароматического (арилы) ряда-но и их замещенные. Эти основания — сильные электролиты, диссоциированные в большинстве полностью. Возможности получения различных водорастворимых силикатных систем при использовании NR4OH многократно возрастают.
Сведения о растворах силикатов четвертичного аммония и их свойств в печати весьма скудны. Известно, что с пользой могу1 применяться системы, где в алкилах или арилах производится замещение на гидроксильные или аминогруппы. Растворы силикатов четвертичного аммония (СЧА) имеют свойства, во многом о? личные от свойств обычных жидких стекол даже при простейши* радикалах в ионе аммония. Катионы тетраметиламмония, тетр3' этиламмония и т. п. не являются акцепторами электронных п^Р
