ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Типы порошков

Кремнеземные порошки можно классифицировать в соответ­ствии со способом приготовления, вызывающим появление характерных особенностей порошка.

Порошкообразные силикагели приготовляются посредством размалывания или очень тонкого измельчения ксерогелей. Первичная структура геля при этом остается неизменной.

■ Силикагели шаровидной формы приготовляются путем раз­деления первичной кремневой кислоты или коллоидного золя на мелкие капельки перед процессом гелеобразования. Струк­тура такого геля сходна со структурой массивных, сплошных образцов гелей, сформированных при тех же самых условиях. Такие капельки можно суспендировать в воздушной среде и затем высушивать или же суспендировать в несмешиваю - щейся жидкости, в которой капельки затвердевают. Подобные капельки могут также формироваться в водной фазе посред­ством коацервации коллоидного кремнезема при добавлении органическоого агента; образующиеся' капельки затем затвер­девают.

Осажденный кремнезем образуется в том случае, когда пер­вичные частицы кремнезема коагулируют в водной среде в виде рыхлых агрегатов, которые выделяют, промывают и высуши­вают. Коагуляцию можно осуществлять посредством добавле­ния соли с высокой концентрацией или добавления других коагулянтов, таких, например, как аммиак, способных смеши­ваться с водой растворителей или некоторых типов органиче­ских веществ. Когда первичные частицы по размеру больше чем 5—10 нм, то они могут лишь слабо связываться друг с другом. Если затем создаются условия для образования структуры с открытой упаковкой, то частицы могут легко отры­ваться и диспергировать в таких средах, как масла или каучук.

Аэросилы, или пирогенные кремнеземы — порошки, приготов­ленные конденсированием кремнезема из паровой фазы при повышенной температуре. Пар кремнезема можно получать следующими способами: а) прямым испарением Si02; б) вос­становлением Si02 до летучего соединения SiO, которое затем повторно окисляется; в) окислением, летучих соединений крем­ния, таких, как хлориды или сложные эфиры; г) гидролизом паровой фазы SiF4.

Филлокремнезем (листоподобный) и лепидоидальный (че - шуйчатоподобный) кремнезем менее известны и плохо охарак­теризованы, но в основном состоят из частиц СЛОИСТОЙ ИЛИ пластинчатой формы. Как уже рассматривалось в гл. 1, су­ществует несколько типов таких кремнеземов в зависимости от способа их получения.

Органофильные кремнеземы приготовляются из всех выше­приведенных типов порошков путем нанесения на поверхность мономолекулярного хемосорбированного слоя, состоящего из органических групп, присоединенных к поверхностным атомам через связи Si—С, Si—О—С, Si—ON+—С, Si—О—М—О—С (где М — многовалентный катион металла).

Алюмосиликатные анионы могут внедряться в кремнезем­ную поверхность, создавая на ней более сильный анионный заряд с большей катионообменной способностью и большей кислотной каталитической активностью.

Быстро растет поток научно-технических публикаций, имеющих отношение к различным аспектам тонкодисперсных кремнеземов, как правило связанным с какими-либо конкрет­ными приложениями или областями технологии. В ряде обзо­ров [1 — 10в] в большинстве случаев достаточно подробно обобщены разнообразные аспекты силикагелей и порошков.

Несмотря на большой объем литературы, кажется, что раз­личные проблемы этой темы еще не сведены вместе в один удобный источник информации.