ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Работы Одели и Эвестона

Одели и Эвестон [147] выполнили очень тщательные измере­ния молекулярной массы методами рассеяния света, ультра­центрифугирования и определения вязкости в 2,19%-ном рас - творе кремневой кислоты при рН 2,1 по мере полимеризации раствора при 24,5°С в течение 29 сут. Поскольку золь приго­товляли в щелочной среде и очищали ионным обменом, то крем­незем должен был полимеризоваться до небольших сферических частиц в течение первых суток или около того. Дальнейшая по­лимеризация в течение последующих 28 сут включает в себя процесс агрегации. Полученные данные по величинам вязкости и молекулярным массам могут быть интерпретированы с точки зрения возрастания объемной доли микрогеля и размера обла­стей микрогеля с соответствующей молекулярной массой. Это согласуется с мнением авторов, согласно которому поликрем­невая кислота не существует в растворе в виде удлиненных це­почек.

Кривые на рис. 3.40 и 3.41, полученные на основании дан­ных Одели и Эвестона, показывают повышение со временем гра­ничной вязкости nsp/C. Из них подсчитывалась доля лишенной подвижности воды, содержащейся внутри полимера или микро­геля. Вязкость, рассчитанная из уравнения Муни, быстро по­вышается, по мере того как объемная доля дисперсной фазы приближается к 0,5, т. е. к моменту, когда половина объема жидкости будет занята микрогелем. Тогда в 2,19%-ном золе кремнезема с общим молярным отношением Н20 : Si02, равным 148: 1, гелеобразование должно происходить, когда это отноше­ние в фазе геля станет 74 : 1. Из рис. 3.41 видно, что усреднен­ное значение молекулярной массы при данном отношении со­ставляет приблизительно 4-Ю7. С другой стороны, из графика, представленного на рис. 3.40, видно, что граничная вязкость в точке гелеобразования равна 0,75, а из кривой, полученной указанными авторами (рис. 7 в [147], не приведенный в на­стоящей монографии), такая вязкость соответствует молекуляр­ной массе 108, что находится в хорошем согласии с приведен­ным выше значением молекулярной массы.

При достижении точки гелеобразования соответствующая молекулярная масса отражает размер единичных образований микрогеля. Молекулярная масса, равная 108, соответствует ча­стице микрогеля, содержащей 1,7-Ю-16 г Si02. Поскольку ми­крогель содержит 2.19 Si02 и имеет плотность 1,01 г/см3, то диа­метр средней частицы микрогеля составляет, по расчету, 0,27 мкм.

Размер исходных частиц кремнезема может быть оценен из данных по начальной «гидратации» кремнезема, равной, как было сообщено, 1,8 НгО/БЮг. В рассмотренном выше разделе по вязкости золей, состоящих из очень малых частиц, было по­казано, что полное содержание связанной воды на дискретных частицах (как сумма силанольных групп и воды, связанной во-

Работы Одели и Эвестона

0,50

0,20 -

0,05 —

0 Ю 20

Время, сутки

Рис. 3.40. Зависимость граничной вязкости от времени агрегативной поли­меризации (по данным Одели и Эвестона [147]). С — концентрация кремнезема; nsp — удельная вязкость. С—2,19 % при рН 2,1 и 24,5 "С.

0,10

0,02 — 0,01

Работы Одели и Эвестона

Рис. 3.41. Зависимость содержания лишенной подвижности воды в микрогеле, образующейся в процессе агрегативной полимеризации, от молекулярной массы по БіОг. (По данным Одели и Эвестона [147].)

Содержание SI02 2,19 % при рН 2,1 и 24,5 "С.

Т—~т

Молекулярная масса

Дородной связью) определяется размером частицы следующим образом:

36, 9сР 3,21

№0: S1O2

\\,ЫЪ D

Где d — диаметр частицы, нм.

Подставив Н20 : Si02= 1,8, получим диаметр d=l,8 нм. Степень полимеризации, равная 11,5d? или 65, соответствует молекулярной массе 3900. Это значение сопоставимо со значе­нием 5000, полученным прямым измерением.

Граничная вязкость золя nsv\C связана с усредненной моле­кулярной массой Mw полимера, полученного посредством агре­гации, следующим соотношением:

= 1,74-10"3 М0/90

Это соотношение и значительное линейное возрастание со временем величины логарифма граничной вязкости в настоящее время не могут быть удовлетворительно объяснены в рамках теории процесса агрегации частиц, происходящего в растущих областях микрогеля. Очевидно, что частицы микрогеля не яв­ляются однородными по своему размеру, как принималось выше, а имеют некоторое распределение по размерам, как это показали Одели и Эвестон методом центрифугирования. Таким образом, математическое описание подобной системы предста­вляется очень сложным.

ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Реакционноспособный кремнезем

Высокие значения удельной поверхности и скорости раство­рения аморфного кремнезема позволяют проводить необходимые реакции при значительно более низких температурах, чем это требуется для измельченного в порошок кристаллического крем­незема. Повышенная химическая реакционная …

Гидрофильные покрытия на кремнеземе

Для некоторых применений желательно, чтобы поверхность кремнезема или стекла смачивалась водой. Но в то же время должны отсутствовать различные характерные ионные, гидро­фобные или водородные связи, которые возникают при адсорб­ции органических …

Наиболее ранние биологические формы

Несомненно, что наиболее древними ископаемыми остатками живых организмов являются сине-зеленые водоросли, обнару­женные в виде включений в шерте (микрокристаллическом кремнеземе), открытые Баргхорном и Тайлером [12] и в дальней­шем изученные многими исследователями …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.