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
/ |
4СГ |
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.