Научные основы создания композиционных материалов из технических и природных силикатов

Научные основы создания композиционных материалов из технических и природных силикатов

Автор: Разговоров, Павел Борисович

Шифр специальности: 05.17.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Иваново

Количество страниц: 378 с. ил.

Артикул: 4400862

Автор: Разговоров, Павел Борисович

Стоимость: 250 руб.

Научные основы создания композиционных материалов из технических и природных силикатов  Научные основы создания композиционных материалов из технических и природных силикатов 

ВВЕДЕНИЕ.
ЧАСТЬ 1. СОЗДАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ
ЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СОЕДИНЕНИЙ
ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ СИЛИКАТОВ
ГЛАВА 1. Теория модифицирования водорастворимых силикатов и возможности получения композиций с новыми свойствами.
1.1. Свойства водорастворимых силикатов
и общий взгляд на проблему их модифицирования.
1.1.1. Взаимодействие с различными классами неорганических веществ
1.1.2. Опыт введения неорганических промышленных отходов.
1.2. Возможности, цели и задачи модифицирования водорастворимых силикатов органическими соединениями
1.3. Природные наполнители и консистентные добавки
для растворимых в воде силикатных композиций
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. Исследование свойств модифицированных систем
на основе водорастворимых силикатов.
2.1. Течение и динамика гелеобразования в модифицированных растворах силиката натрия при комнатной температуре.
2.2. Химизм взаимодействия растворимых силикатов с карбамидом
2.3. Научные основы модифицирования
растворимых силикатов карбамидом
2.3.1. Возможности турбидиметрии и метода термомеханических кривых при исследовании модифицированных силикатных систем.
2.3.2. Термомеханические свойства пленок из неорганического полимера, модифицированного карбамидом
2.3.3. Температура и продолжительность обработки карбамидом
2.3.4. Концентрация модификатора и разведение раствора силиката
2.3.5. Эластичность и твердость пленок из силикатов натрия, обработанных карбамидом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. Разработка композиционных силикатных материалов
для защиты минеральных поверхностей.
3.1. Защитные композиции и материалы на основе модифицированного
карбамидом силиката калия
3.2. Защитные композиции и материалы на основе модифицированного карбамидом силиката натрия
3.3. Использование неорганических отходов при изготовлении
новых защитных силикатных материалов.
3.4. Утилизация соединений тяжелых металлов
в защитных композициях на основе силиката натрия.
3.5. Физикохимические свойства защитных материалов, включающих смеси технического силиката натрия
и природного каолина.
3.6. Технологические схемы производства защитных композиционных материалов из технических и природных силикатов.
3.6.1. Схема производства одноупаковочных материалов из технических силикатов с добавками каолина, золыуноса ТЭС, отходов стекольного производства и типовых неорганических пигментов
3.6.2. Схема производства одноупаковочных материалов с использованием шламов электрохимических производств и цинксодержащего
отхода производства ронгалита.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. Использование силикатных материалов для защиты алюминия, его сплавов
и других металлических поверхностей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 4.
ЧАСТЬ 2. ФОРМИРОВАНИЕ СМЕСЕЙ И СОРБЦИОННОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СИЛИКАТОВ
ГЛАВА 5. Получение связки силикатпроизводные жирных кислот
в растительных маслах
5.1. Мировой опыт использования технических и природных силикатов
для выделения восков из растительных масел
5.2. Растворение восков в средах с различной кислотностью
и механизм связывания с силикатными материалами.
5.3. Влияние затравочных силикатных материалов
на кинетику выделения восков из рафинированных масел.
5.4. Прогнозирование выделения на фильтре комплекса каолинВС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 5
ГЛАВА 6. Активация каолина и создание
новых сорбирующих материалов в комбинации со щелочным неорганическим связующим
6.1. Активация отечественного каолина уксусной кислотой
6.2. Свойства композиций из каолина, активированного смесью кислот
6.3. Возможности активации природных силикатов
в столбе тлеющего разряда аргона
6.4. Экструзионное формование активированного каолина
в присутствии силиката натрия. ИКспсктроскопия для изучения процессов, протекающих на твердой поверхности
6.5. Использование разработанных сорбирующих материалов
для очистки соевого масла.
6.6. Использование соединений каолина и водорастворимых силикатов
для деметаллизации растительных масел.
6.7. Технологическая схема производства гранулированных сорбирующих материалов из каолина с добавками
силиката натрия.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 7. Экономическая оценка эффективности
технических решений .
7.1. Оценка эффективности внедрения порошкового сорбента
7.2. Оценка эффективности внедрения гранулированного сорбента.
7.3. Оценка эффективности внедрения гранулированного сорбента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 7
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВДП водные дисперсии полимеров
ВС восковые соединения
ЖС жидкое стекло
ЖСК жидкое стекло, модифицированное карбамидом ЗЛФ просеянная легкая фракция золы ИКспектроскопия инфракрасная спектроскопия
К каолин
Км композиция
КМц карбоксимети л целлюлоза
КСМ композиционный силикатный материал
КФС карбамидоформальдегидная смола к.ч. кислотное число
ЛВС бутадиенстирольный латекс
М мел
Ме ион одновалентного металла К, Е
Мод модификатор
ОПР отход производства ронгалита
ОСП отход стекольного производства
ОТК отдел технического контроля ПАВ поверхностноактивное вещество
ПДК предельнодопустимая концентрация
ПМС порошковый модифицированный сорбент п.ч. перекисное число
ПВС поливиниловый спирт
ПЧ пигментная часть
РФ Российская Федерация
РС расход сорбента
СК силикат калия
СИ силикат натрия
СНК силикат натрия, модифицированный карбамидом СГ1Ч сухая пигментная часть
США Соединенные Штаты Америки
Т тальк
Г Ж массовое соотношение твердой и жидкой фаз ТМ тяжелые металлы
ТМК термомеханические кривые
ТПФК триполифосфаты калия
ТПФН триполифосфаты натрия
ТЭС теплоэлектростанции
УК уксусная кислота
УФизлучение ультрафиолетовое излучение
ФФС фенолформальдегидная смола
II1П шламовая паста
ЯМР ядерный магнитный резонанс.
ВВЕДЕНИЕ
На рубеже тысячелетий широкие перспективы для развития науки и техники связаны с созданием композиционных материалов из технических и природных силикатов, обладающих рядом преимуществ по сравнению с таковыми, традиционно применяемыми в химической промышленности, атмосферостойкостью, нетоксичностью и дешевизной. В этой связи представляется актуальным решение вопросов, касающихся регулирования их структуры и свойств, а также упрощения технологии производства. Одним из главных направлений в указанной области является модифицирование неорганического сырья, сущность которого сводится к введению в систему специально подобранных добавок с целью придания ей требуемых характеристик при условии сохранения агрегативной устойчивости . Согласно сведениям 4, 5, при соблюдении научного подхода к формированию смесей из технических и природных силикатов удается получать материалы с повышенной адгезией как к твердым минеральным поверхностям 4, так и обладающие сорбционным действием в отношении сопутствующих веществ органических жидких сред 5. Результаты имеют большую ценность при разработке технологий создания экологически чистых неорганических материалов для защиты подложек сходной с материалами химической структуры, а также активных в контексте выделения примесей из природного сырья и снижения в нем содержания веществ, опасных для здоровья человека.
Автором при подготовке труда к печати и обобщении экспериментальных данных, наряду с теоретическими положениями неорганической химии и технологии неорганических веществ, были частично затронуты интересы смежных областей знаний химии высокомолекулярных соединений и коллоидной химии, экологии и технологии пищевых продуктов, что обусловлено комплексом уникальных свойств, присущих силикатам, и высочайшим объемом их производства и применения в промышленности.
Актуальность


Наиболее плотная структура получена японскими , , американскими и отечественными учеными на основе их соединений с РП2 2п2, М2, АГТ, Ре1Т и ба особо из указанных элементов выделяют алюминий . В этой связи можно ожидать, что соединения алюминия, железа и никеля, небезопасные с экологической точки зрения, целесообразно выделять из растворов именно в присутствии соединений водорастворимых силикатов. Что же касается солей упомянутых металлов, например А1С, Ре3, А, Ыа2С, то их взаимодействие протекает в две стадии . На первой из них соль гидролизуется с образованием соответствующей кислоты, а на второй эта кислота вступает в реакцию с водорастворимым силикатом . ЮН ОН 8Ю Н, 1. БЮН 0 0 ОН. Прямая реакция 1. При этом кислотность силикатных групп ОН, зависит от числа силоксановых связей, приходящихся на атом кремния. В широкой области значение рКа мономера ОН, по первой ступени диссоциации равно 9,9, а при числе силоксановых связей, равном трем, рКа понижается приблизительно на единицы. Вследствие изменения связности по реакции 1. Чем выше концентрация ОН ионов, тем выше скорость обратной реакции 1. ОН , тем меньше концентрация ионов вЮ, и, следовательно, прямая реакция 1. Отсюда вытекает, что полимеризация зависит от концентрации гидроксильных ионов, однако для каждой области рИ поразному. Судить о полимерном составе кремнезема в растворе, наряду с вискозиметрией, позволяет, как уже отмечалось, метод ядерного магнитного резонанса ЯМР 8гу, когда но доле X от общего количества атомов кремния в растворе, принадлежащих к каждой из групп со связностью , можно косвенно определить присутствующие анионные формы. В свою очередь, и ПК спектроскопические исследования, указывающие на сдвиг максимума полосы поглощения в области от 0 до см1, свидетельствуют об образовании высокополимерных форм кремнезема. Поскольку ион взаимодействующего металла Ме2 является кислотой Льюиса, он вступает в реакцию только с одной электронной парой гидроксила или силикатного иона, каков бы ни был отрицательный заряд последнего. Ион Ме2 или сшивает кремнекислородные ионы, или взаимодействует с двумя гидроксилами, давая МеОН2 либо смешанные системы НОМеОБ. Получают аморфные продукты нестехиометрического состава, которые часто невозможно трактовать как определенные стехиометрические соединения. Неслучайно при осаждении силикатный модуль осадка может быть идентичен силикатному модулю исходного раствора щелочного силиката. Растворы щелочных силикатов эффективно взаимодействует с любыми соединениями, содержащими соли щелочноземельных металлов, различными природными глинами, стеклами, золами, шлаками и малорастворимыми солями металлов фосфатами, карбонатами, сульфатами, фторидами и др. С веществами этого типа они дают твердеющие системы, причем время твердения варьируется в широких пределах от нуля до бесконечности. Оно зависит от типа неорганического соединения, его структуры или степени аморфности, дисперсности, а также от температуры процесса, концентрации и модуля соединений технических силикатов, соотношения ТЖ. Так, например, вязкость смесей с мелом определяется модулем раствора п. При п 2 силикат натрия схватывается с мелом в течение 2 С 6 ч С в аналогичных температурных условиях при п 3,3 отверждение композиций происходит соответственно за и 0 ч. Выше уже упоминалось , что введение солей алюминия в такие растворы сопровождается, при избытке последних, протеканием полного гидролиза, в результате чего образуются хлопья силиката алюминия. Следует отметить, что эти процессы, как правило, идут в автоклавных условиях соответствующие температура и давление. Следует иметь в виду, что активность указанных неорганических добавок в отношении растворов силикатов зависит от их происхождения, дисперсности и прочих факторов. Химический состав твердой фазы, как и во всех гетерогенных реакциях, не полностью определяет кинетику процесса взаимодействия. Кислые понижающие щелочность растворов и увеличивающие их модуль. Использование подобных веществ особенно кислот концентрации может оказывать стабилизующее действие на кремнезоли 9, , вследствие чего появляется возможность увеличить жизнеспособность композиций.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.201, запросов: 242