ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Углеводородные группы, присоединяемые посредством поливалентных металлов

Комплексные катионы металлов необратимо адсорбируются на поверхности кремнезема. Так, карбоксилатный комплекс хрома адсорбируется на кремнеземе с образованием монослоев:

R

С

\

О

0

1

Сг

Ч/

О Н

Если R — длинноцепочечная алкильная группа (например, сте- аратогруппа), то поверхность кремнезема оказывается в сильной степени гидрофобной [337, 338]. Каждая стеаратогруппа зани-

Мает площадь 30 А2. Когда RCOO представляет собой метакри - латогруппу, то подобное соединение, адсорбированное на стек­ловолокне, оказывает антистатическое действие, т. е. снимает статические электрические заряды, а также играет роль свя­зующего между исходной смолой, взятой для изготовления слои­стого пластика, и поверхностью стекловолокна [339].

Монослои карбоновых кислот также могут накладываться на поверхность кварцевого стекла в два этапа: вначале проводится адсорбция многозарядных ионов металла на поверхности кремнезема, а затем обработка образца мыльным щелоком. Ис­пользуются такие металлы, как кальций, барий или магний [340]. Полученная таким путем поверхность кремнезема гидро- фобна, поэтому на нее можно повторно наносить покрытия в процессе флотации добавлением извести с последующим вве­дением стеарата натрия [341]. Гаудин и Фурстенау [342] пока­зали, что в процессе флотации кварца ионы бария, адсорбиро - ваные в слое Штерна, затем адсорбировали лаурат-ионы, кото­рые превращали поверхность кварца в гидрофобную; в этом процессе барий получил название «активатора». Флотация крем­незема из руд имеет важное промышленное значение. Ионы кальция используются в качестве «активатора» для флотации кремнезема с добавлением мыльного щелока. Интересно, что стеарат-ионы должны также сообщать железной руде гидрофоб­ный характер, и, таким образом, руда будет всплывать с пеной в процессе флотации. Однако, если вначале добавляется крах­мал, то он, адсорбируясь на оксидах железа, сохраняет их гид - рофильность и, таким образом, может понижать флотируемость руды. Вероятно, поликарбоксильные группы в крахмале (или в окисленном крахмале), присоединенные к поверхности оксида железа в большом числе точек, не могут замещаться стеарат - ионами, которые гидрофобА и несут точно такой же по знаку заряд, что и крахмал, поэтому не способны проникать сквозь толстый гидрофильный анионный слой адсорбированного крах­мала [343].

Вейл и Марбо [344] обсудили целый ряд интересных прояв­лений гидрофильности кварцевого стекла. Они отмечают, что термин «чистая поверхность» кварцевого стекла обычно озна­чает, что такая поверхность полностью гидрофильна. Возникаю­щая гидрофобность в значительной мере обусловливается при­сутствием адсорбированных многозарядных ионов металла. Если такие ионы находятся на поверхности, то жирные кислоты, следы которых всегда присутствуют в виде паров в воздухе, способны всего лишь за несколько часов адсорбироваться, превращая по­верхность в гидрофобное состояние. Авторы рассмотрели также роль органических кислых комплексов Сг3+ на модифицирован­ных поверхностях кварцевого стекла.