ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Стерическая стабилизация

Вопросы теории с. терической стабилизации золей рассмат­ривались в работах [57, 58]. Были получены частично водные золи кремнезема, которые затем стабилизировались исключи­тельно за счет адсорбции неионных молекул. Типичным при­мером служит 35 %-ный золь, приготовленный Лувиси [59]. Этот золь был свободен от соли и имел рН 3—4,5 при содер­жании 30—90 % одноатомного спирта, например изопропило - вого. При рН 4—4,5 добавление глиоксаля, очевидно, оказывало стабилизирующее воздействие на золи кремневой кислоты и од­новременно способствовало переведению в нерастворимую форму таких водорастворимых полимеров, как желатин или поливини­ловый спирт [60]. Хорошо известно, что золи кремневой кис­лоты, освобожденные от соли, при низких значениях рН оказы­ваются более стабильными в присутствии веществ,- способных к образованию водородных связей, таких, например, как смеси низших спиртов с полиэфирами. Без сомнения, и более кон­центрированные золи могут быть стабилизированы подобным образом. Однако максимальная устойчивость достигается лишь при удалении всей воды. Такие золи, обычно называемые орга - нозолями, будут рассмотрены позже в настоящей главе. В ти­пичном процессе предусматривается полное удаление катионов и анионов из кремнеземного золя при поддержании значения рН в интервале 1—7, а затем частичное или же полное заме­щение воды на спирт, простой эфир или кетон [61].

Стерическая стабилизация была применена и к частицам очень небольшого размера в качестве дополнения к ионной стабилизации. Так, Йетс [62] стабилизировал золи с очень ма­лыми по размеру частицами, комбинируя неорганическое или же органическое основание с водорастворимым неароматическим полиокси - или неполным эфиром многоатомного спирта, напри­мер поливинилового спирта. Некоторая стерическая стабили­зация имеет место также, вероятно, и тогда, когда присутствует катион органического основания, такой, как (CH3)4N+, по­скольку, по данным Уолтера [63], золь кремнезема этого типа можно выпаривать до получения сухого порошка, способного повторно самопроизвольно диспергировать в воде. Такие золи можно также подвергать повторному диспергированию после их замораживания.

Стерическая стабилизация за счет нанесения монослоя при­соединенных водородными связями молекул воды [64] должна иметь место в случае золей, которые оказываются устойчивыми по крайней мере в течение нескольких месяцев при низких зна­чениях рН. Существенным фактором является чрезвычайно низ­кая концентрация ионных примесей, не считая кислоты, которая необходима для поддержания низких значений рН. Щелочь имеет тенденцию к внедрению в частицы и, медленно выделяясь из них, повышает рН и вызывает тем самым гелеобразование, если только не принимаются специальные меры предосторож­ности. Миндик и Ревен [65] неоднократно подвергали золь про­цессам деионизации, старения и повторной деионизации путем воздействия смесью, состоящей из катионита и анионита, вплоть до тех пор, пока значение рН не поднималось выше 3 во время хранения. Необходимо отметить, что во всех коммерческих сили­катах присутствуют следы алюминия, которые могут находиться

На поверхности кремнезема в виде БіАЮГН4" в достаточном ко­личестве, чтобы способствовать стабильности системы при рН 3.