Растворы полисиликатов
В течение многих лет предполагалось, что растворы щелочных силикатов не могут быть приготовлены с отношениями Si02 : М20 выше, чем 4:1. Соответствующие таким высоким отношениям жидкие силикатные стекла не являются гомогенно растворимыми в воде. Попытки получить желаемые высокие отношения Si02 : М20 непосредственным растворением порошков кварца или аморфного кремнезема в очень слабом растворе NaOH оказались безуспешными. Жидкие силикаты с отношениями выше, чем 4:1, изыскивались с целью использования их в клеевых составах, поскольку ожидалось, что более низкое содержание щелочи придает связующим материалам большую водостойкость. В огнеупорных составах также желательно иметь более низкое содержание щелочи, с тем чтобы повысить температуру размягчения материала и улучшить его термостойкость.
Как отмечалось в начале настоящей главы, силикаты с отношениями Si02 : Na20 от 4:1 до 25 : 1 обычно называются «полисиликатами». В них содержание ионов натрия и силикат - ионов значительно ниже, чем в обычных растворимых силикатах с отношениями менее 4 : 1. Однако и в них содержание щелочи заметно больше, чем это необходимо для стабилизации золей в виде частиц с наименьшими размерами, которые производятся и продаются как коллоиды.
Границу между полисиликатным раствором и «стабилизированным щелочью золем коллоидного кремнезема» вполне логично провести при таком размере частиц кремнезема, ниже которого при комнатной температуре повышенная растворимость кремнезема вызывает самопроизвольный рост частиц при условии, что щелочь больше не добавляется. Однако в том случае, когда частицы размером менее 5 нм стабилизируются с целью предотвращения их роста, для чего доводят отношение до 25 : 1 и менее, всевозрастающая, значительная доля кремнезема превращается в силикат-ионы. Таким образом, «полисиликатный» раствор можно рассматривать как равновесную смесь силикат-ионов и отрицательно заряженных частиц коллоидного кремнезема таких чрезвычайно малых размеров, что последние также могут быть классифицированы как полианионы.
Поскольку силикаты лития резко отличны по своему поведению от силикатов натрия и калия, то полисиликаты лития рассматриваются в настоящей главе отдельно.