Силикаты органических оснований и основные силикаты щелочных металлов
Были приготовлены двойные силикаты, содержащие четвертичный аммониевый силикат и силикат лития, натрия или калия. Уэлдес описал смеси солей оксиалкиламмония [139—141]. Растворы полисиликата натрия, обычно нестабильные в определенной области силикатных отношений, могут быть стабилизированы добавлением даже небольших количеств четвертичного аммониевого основания. Конечно, добавление больших количеств будет понижать отношение Si02 : М20 (где М — катион металла) и вызывать образование растворимых силикатов, но действие, оказываемое небольшими количествами аммониевого основания, не было объяснено. Например, растворы, содержащие 21,8 % Si02 при отношениях Si02 : Na20 в области от 4 : 1 до 12 : 1, устойчивы в присутствии такого четвертичного аммониевого основания, как гидроксид N-гексаметилгексамети- лендиаммония, позволяющего получить молярное отношение Si02 к четвертичному аммонию, равное 850 : 1 [142].
В близком по содержанию патенте [143] показано, что отношение Si02:(R4N)20 может меняться от 35:1 до 1000:1. Возможно, что сильная адсорбция относительно небольшого числа больших органических катионов на поверхности коллоидных частиц предотвращает их агрегацию, происходящую в том случае, когда присутствуют только лишь ионы натрия.
Органические основания, зачастую более слабые по сравнению с силикатами четвертичного аммония, присутствуя в растворе совместно с гидроксидом щелочного металла, оказывают различное стабилизирующее воздействие на кремнезем. Так, они способны удерживать коллоидный кремнезем в форме чрезвычайно малых частиц. Была показана [144] возможность сохранять золи кремнезема с величиной удельной поверхности 950—1800 м2/г, что соответствует размеру частиц всего лишь 2—3 нм при отношении Si02 : Na20 в интервале от 7 : 1 до 20: 1, за счет присутствия органического основания с константой диссоциации по крайней мере Ю-2 и концентрацией 0,1 — 1,5 Мл. Подходящими являются такие основания, как морфо- лин или циклогексиламин, а также третичные и четвертичные аммониевые основания. Небольшой размер частиц не можег быть сохранен в присутствии только одного гидроксида щелочного металла или же одного органического основания. Необходимые составы приготовляют добавлением амина к раствору силиката натрия с последующим удалением натрия до желаемого количества с помощью ионообменной смолы. При отсутствии амина величина удельной поверхности образующегося коллоидного кремнезема самопроизвольно уменьшается, а частицы растут. Но если амин присутствует в системе, то он адсорбируется пропорционально величине удельной поверхности кремнезема и способен тем самым стабилизировать кремнезем в форме чрезвычайно небольших частиц или полиионов.
Такое действие не эквивалентно влиянию, оказываемому величиной рН или одной лишь общей силой основания. Это показано в другой работе [145]: полиоксиорганические соединения, такие, как глицерин или сахара, совместно с основанием щелочного металла проявляли схожий эффект, препятствующий росту частиц и удерживающий их в устойчивом состоянии с высоким значением удельной поверхности. В таком случае, вероятно, имеет место адсорбция полиоксиорганического соединения или соединений типа спирт—эфир на поверхности кремнезема, поскольку расчеты показывают, что на 1 нм2 поверхности кремнезема должна • приходиться по крайней мере одна гидроксильная группа спирта.
