Затвердіння підвищенням модуля системи
Збільшення силікатного модуля рідкого скла здійснюється зазвичай нейтралізацією частини або всього лугу, що міститься. у рідкому склі. Це досягається введенням кислоти сильної або слабкої, твердої (у тому числі і у формі катіоніту) або у вигляді розчину, гідро- або піросолей, здатних до гідролізу. нормальних гідролізуючих солей або їх розчинів, наприклад NH4C1, A12(S04)3 різних буферних систем з рН меншим, ніж у рідкого скла, кислих газів або газових сумішей, що містять кислі гази, таких як S02, С02, НС1. Використовуються також органічні сполуки, здатні вступати в реакції з іонами гідроксилу, наприклад, складні ефіри, білки, ефіри кремнієвої та вугільної кислот, ацеталі, поліізоціанати.
Іноді буває корисно оцінити стійкість рідкого скла, його здатність до затвердіння, для цього вводять поняття, зване «порогом коагуляції». Поріг коагуляції характеризують масовим відсотком Na20, нейтралізація якого викликає коагуляцію.
Поріг коагуляції збільшується зі зростанням концентрації силікатів у розчині та зі зменшенням модуля рідкого скла. Для розчинів натрієвих силікатів він відповідає досягненню рН= 10 іп=4.
Слід пам'ятати, що реакції Н30+-(-0Н
->-2Н20 або НА-)-ОН-H20-J-А, де А - аніон кислоти, протікають в дифузійному режимі, тобто так швидко, що лімітує стадією є швидкість змішування реагентів. Оскільки розчин рідкого скла зазвичай має високу в'язкість, на межі розділу фаз виникають мембрани з кремнекислоти, що скоагулювала, і без сильного розведення рідкого скла не вдається уникнути гетерогенності системи при змішуванні. На рис. 34 показано, що залежність часу гелеутворення від рН середовища дуже велика, в той же час технічні характеристикигелю кремнезему, що утворюється, істотно залежать від рН, при якому цей гель утворився.
Тому природне бажання технолога провести процес нейтралізації розчину силікату за контрольованих умов, що виявляється досить непростим завданням.
Як відомо [2], при рН -Н20+С0з і карбонат-іон з іоном натрію утворюють кристалогідрат Ыа2СОз • 10Н20, який при стоянні на повітрі вивітрюється, а при нагріванні доT=32 °С плавиться в власну кристалізаційну воду.
Більш тривала продування приведе до менш лужної, близької до нейтральної реакції рідкого скла, і в цих умовах утворюється бікарбонат натрію за реакціями:
Бікарбонат натрію починає розкладатися при температурі вище 50 °З виділенням С02 і утворенням Ыа2СОз.
Після продування вуглекислим газом ливарні форми просушують нагрітим повітрям, після чого в'яжучій системі залишаються частково гідратований кремнезем і сода. Слаболужне середовище обумовлює адгезію в'яжучого до піску, але при високій температурі під час заповнення металом ливарних форм іони натрію сприяють спіканню і створюють проблеми при відокремленні виливків від форм і при регенерації піску.
22 23 24 25 Рідке скло, мас. %
При використанні в'яжучих систем часто виникають дві суперечливі вимоги. Після приготування система повинна зберігати необхідні для укладання технологічні властивості, тобто мати досить високу життєздатність; з іншого боку, після укладання в'яжуче повинне швидко набирати міцність. Продування вуглекислим газом або димовими газами з подальшим просушуванням у цьому відношенні зручне, забезпечує в потрібний момент швидке схоплювання, але неприйнятне для затвердження суцільних великих мас.
Коли в'язкі системивикористовуються на потоці у безперервному виробництві, де час від однієї операції до іншої жорстко регламентовано, зручно користуватися рідкими затверджувачами, які змішуються з рідким склом у вигляді розчину або тонкої емульсії. До таких затверджувачів відносяться складні ефіри легких органічних кислот, а також ефіри вугільної та кремінної кислот, що омиляються під дією лугу рідкого скла:
Різні ефіри мають константи швидкості цієї реакції. Але більшість використовуваних ефірів-затверджувачів дуже обмежено розчиняються і утворюють самостійну фазу у вигляді крапель емульсії. Навколо цих крапель утворюються силікатні напівпроникні мембрани, що розриваються осмотичним тиском, і механізм дії таких затверджувачів виявляється складним. Склад затверджувача змішуванням різних ефірів і добавок, що уповільнюють або прискорюють, підбирається для даного технологічного об'єкта, а також відпрацьовується його необхідне дозування.
Приблизні швидкості взаємодіїокремих ефірівзжидКим склом наведені нижче;
TOC o "1-3" h z Моноацетат етиленгліколю '
Розчинне та рідке скло
Затвердіння рідкого скла сполуками кальцію та інших двовалентних металів
Взаємодія розчинів силікатів зі сполуками кальцію займає важливе місце в практичній хімії і заслуговує на окремий аналіз. Щоб розібратися у величезній кількості відомих із практики фактів, підсумуємо загальнохімічні відомості, що характеризують їх …
Лакофарбові матеріали та покриття
У загальному вигляді під силікатними фарбами слід розуміти суспензію наповнювачів, затверджувачів (силікатизаторів) і пігментів у водних розчинах водорозчинних силікатів, зокрема рідких стекол. Застосування рідкого скла якплівкоутворювача для …