Структурообразование в высококонцентрированных суспензиях кварца с гидрозолем кремнезема и полиэлектролитами

Актуальность теш. Ввиду широкого использования дисперсных систем на практике, получение из них материалов с заданным комплексом свойств является актуальной задачей. Для регулирования структурно-механических свойств дисперсных систем применяются водорастворимые полимеры (ВРП) /1,2/. По сравнению с неионными ВРП полиэлектролиты (ПЭ) являются более эффективными как флокулянтами, так и стабилизаторами дисперсных систем /3, 4/. Повышенная адсорбционная способность ПЭ объясняется наличием заряда на полимерной цепи. Увеличение сродства ПЭ к воде по сравнению с ВРП определяет их эффективность в качестве стабилизаторов.

При объяснении стабилизации дисперсных систем полимерами основное внимание уделяется образованию защитных адсорбционных слоев, при перекрывании или сжатии которых возникает дополнительное расклинивающее давление, препятствующее сближению частиц дисперсной фазы /5, 6/. В других работах указывается на важную роль лиофилизации межфазной поверхности для повышения агрегативной устойчивости системы /7/. Однако лиофйлизация поверхности при адсорбции ВРП изучена недостаточно. Поэтому представляло интерес проследить влияние гидрофилизации поверхности кварца в присутствии ПЭ на агрегативную устойчивость его дисперсий.

В последнее время ведутся интенсивные исследования так называемых интерполимерных, или полиэлектролитных комплексов (ПЭК) — продуктов кооперативного кислотно-основного взаимодействия разных ПЭ — как в водных растворах, так и в дисперсных системах /8, 9/.

Изменение соотношения между компонентами реакции, или рН среды, позволяет менять эффективный заряд на ПЭК и, тем самым, его адсорбционную активность по отношению к поверхности твердой фазы. Несмотря на практическое использование ПЭК в дисперсных системах, механизм взаимодействия ПЭ в присутствии частиц дисперсной фазы практически не исследован.

Цель работы. Целью настоящей работы было исследование возможности регулирования структурно-механических свойств водных суспензий кварца с помощью новых, промышленно получаемых ПЭ — сополимеров, отличающихся знаком заряда полимерной цепи и соотношением количества ионогенных и неионогенных функциональных групп, которое, при прочих равных условиях, определяет сродство ПЭ к растворителю.

Практическая ценность. Данные суспензии используются в технологии литья металлов по выплавляемым моделям для изготовления керамических оболочковых форм. Основными технологическими требованиями, предъявляемыми к ним, являются высокая прочность необожженной керамики и её устойчивость к кипячению в воде при выплавлении модельной массы. Увеличение прочности необожженной керамики на основе перспективного в технологическом отношении связующего — кремнезоля — позволило бы удешевить и усовершенствовать процесс изготовления оболочковых форм.

Недостаточная прочность покрытий из суспензий на основе кремнезоля сдерживает широкое его применение в качестве связующего взамен используемого в настоящее время дефицитного и дорогостоящего этилсиликата. Поэтому практической целью настоящей работы явилось исследование возможности упрочнения оболочковых форм, получаемых из суспензий кварц-кремнезоль, с помощью ПЭК.

В связи с вышеизложенным в литературном обзоре было необходимо рассмотреть:

1. Влияние ПЭ на агрегативную устойчивость дисперсных систем.

2. Особенности керамических масс и влияние ПЭ на их структурно-механические свойства.

3. Образование ПЭК в растворах и в дисперсных системах.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.