Структурообразование в высококонцентрированных суспензиях кварца с гидрозолем кремнезема и полиэлектролитами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

1. Введение

2. Литературный обзор.

2.1. Влияние водорастворимых полимеров на агрегативную устойчивость дисперсных систем

2.1.1. .Адсорбция полимеров.

2.1.2. Адсорбция полиэлектролитов.

2.1.3. Адсорбция полимеров на предварительно модифицированной поверхности дисперсной фазы.

2.1.4. Влияние полимеров на баланс сил взаимодействия мезвдг дисперсными частицами

2.2. Взаимосвязь реологических свойств высококонцентрированных дисперсных систем и их агрегативной устойчивости

2.3. Особенности структурно-механических свойств керамических масс.

2.4. Образование полиэлектролитных комплексов в водных растворах.

2.5. Вйводы из литобзора.

3. Характеристика объектов исследования. Методы исследования

3.1. Объекты исследования.

3.2. Методы исследования

4. Образование полиэлектролитных комплексов в водных растворах и в суспензиях кварца

4.1. Исследование физико-химических свойств растворов ГО

4.2. Образование ПЭКв в водных растворах.

4.3. Адсорбция ПЭ на кварце

4.4. Исследование реакции образования ПЭК в присутствии частиц дисперсной фазы . Ю

5. Структурно-механические свойства кварцевых суспензий с добавками ПЭ .>.

5.1. Процессы структурообразования в исходной системе кварц - вода.

5.2. Исследование стабилизации и флокуляции водных суспензий кварца в растворах ПЭ

5.3. Расчет кривых потенциальной энергии взаимодействия частиц в суспензиях кварца.

5.4. Реология кварцевых суспензий с добавками ПЭ.

5.5. ВЛИяние отдельных Ш на прочность керамических покрытий.

5.6. Влияние ПЭК на прочность образцов оболочковых форм

Актуальность теш. Ввиду широкого использования дисперсных систем на практике, получение из них материалов с заданным комплексом свойств является актуальной задачей. Для регулирования структурно-механических свойств дисперсных систем применяются водорастворимые полимеры (ВРП) /1,2/. По сравнению с неионными ВРП полиэлектролиты (ПЭ) являются более эффективными как флокулянтами, так и стабилизаторами дисперсных систем /3, 4/. Повышенная адсорбционная способность ПЭ объясняется наличием заряда на полимерной цепи. Увеличение сродства ПЭ к воде по сравнению с ВРП определяет их эффективность в качестве стабилизаторов.

При объяснении стабилизации дисперсных систем полимерами основное внимание уделяется образованию защитных адсорбционных слоев, при перекрывании или сжатии которых возникает дополнительное расклинивающее давление, препятствующее сближению частиц дисперсной фазы /5, 6/. В других работах указывается на важную роль лиофилизации межфазной поверхности для повышения агрегативной устойчивости системы /7/. Однако лиофйлизация поверхности при адсорбции ВРП изучена недостаточно. Поэтому представляло интерес проследить влияние гидрофилизации поверхности кварца в присутствии ПЭ на агрегативную устойчивость его дисперсий.

В последнее время ведутся интенсивные исследования так называемых интерполимерных, или полиэлектролитных комплексов (ПЭК) - продуктов кооперативного кислотно-основного взаимодействия разных ПЭ - как в водных растворах, так и в дисперсных системах /8, 9/.

Изменение соотношения между компонентами реакции, или рН среды, позволяет менять эффективный заряд на ПЭК и, тем самым, его адсорбционную активность по отношению к поверхности твердой фазы. Несмотря на практическое использование ПЭК в дисперсных системах, механизм взаимодействия ПЭ в присутствии частиц дисперсной фазы практически не исследован.

Цель работы. Целью настоящей работы было исследование возможности регулирования структурно-механических свойств водных суспензий кварца с помощью новых,промышленно получаемых ПЭ - сополимеров, отличающихся знаком заряда полимерной цепи и соотношением количества ионогенных и неионогенных функциональных групп, которое, при прочих равных условиях, определяет сродство ПЭ к растворителю.

Практическая ценность. Данные суспензии используются в технологии литья металлов по выплавляемым моделям для изготовления керамических оболочковых форм. Основными технологическими требованиями, предъявляемыми к ним, являются высокая прочность необожженной керамики и её устойчивость к кипячению в воде при выплавлении модельной массы. Увеличение прочности необожженной керамики на основе перспективного в технологическом отношении связующего - кремнезоля - позволило бы удешевить и усовершенствовать процесс изготовления оболочковых форм.

Недостаточная прочность покрытий из суспензий на основе кремнезоля сдерживает широкое его применение в качестве связующего взамен используемого в настоящее время дефицитного и дорогостоящего этилсиликата. Поэтому практической целью настоящей работы явилось исследование возможности упрочнения оболочковых форм, получаемых из суспензий кварц-кремнезоль, с помощью ПЭК.

В связи с вышеизложенным в литературном обзоре было необходимо рассмотреть:

1. Влияние ПЭ на агрегативную устойчивость дисперсных систем.

2. Особенности керамических масс и влияние ПЭ на их структурно-механические свойства.

3. Образование ПЭК в растворах и в дисперсных системах.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.