Влияние полярности молекул дисперсионной среды на реологические свойства и микроструктуру аэросилсодержащих органодисперсий

• Автор: Андреева, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 204 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА АЭРОСИЛОВ И ИХ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ.

1.1. Свойства поверхности аэросила

1.2. Общие сведения о гидрофобных аэросилах. . . .

1.3. Взаимодействие полиэтиленгликолей с поверхностью кремнезема.

1.4. Структурообразующая способность кремнеземов в органических средах.

1.5. Некоторые положения физикохимической механики дисперсных систем

1.6. Исследование реологических свойств дисперсных систем

1.7. Применение аэросила в качестве наполнителя полимерных материалов.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Обоснование выбора объектов исследования и
их свойства.
2.2. Методы исследования. Методика проведения экспериментов.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГИДРАТИРОВАННОГО, ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВОГО И МЕТИЛИРОВАННОГО АЭРОСИЛОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ РАЗЛИЧНОЙ ПОЛЯРНОСТИ
3.1. Изучение влияния полярности молекул дисперсионной среды на реологические свойства органогелей гидратированного аэросила в арома
з.
3.
з
В ы в о ГЛАВА
4.
тических углеводородах
2. Реологические свойства дисперсных систем на основе диэтиленгликольаэросила и ароматических углеводородов
3. Изучение структурообразующей способности метилаэросила в ароматических углеводородах. . Механизм образования пространственного структурного каркаса
3. Исследование влияния степени лиофильности поверхности тврдой фазы на реологическое поведение аэросилсодержащих дисперсий
3. Изучение прочностных свойств дисперсий гидратированного и диэтиленгликолевого аэросилов на основе полярных органических жидкостей и
этиленгликолей.
7. Исследование межфазных взаимодействий в системах аэросил гидратированный этиленгликоли. 5
. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛЯРНОСТИ МОЛЕКУЛ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ И ЛИОФИЛЬНОСТИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ НА ВЯЗКОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ПО ДАННЫМ РОТАЦИОННОЙ ВИСКОЗИМЕТРИИ.II
. Изучение влияния скорости деформации на разрушение дисперсных структур гидратированного, диэтиленгликолевого и метилированного диоксидов
кремния в ароматических углеводородах.Ш
3. Процессы дилатантного и дилатантнотиксотропного поведения дисперсий диоксида кремния в
Стр.
этиленгликолях, бутандиоле и диметилсуль
фооксиде.1
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ДИСПЕРСИИ ГИДРАТИРОВАННОГО И ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВОГО АЭРОСИЛОВ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОЙ ВИСКОЗИМЕТРИИ. . .
5.1. Реологические свойства органогелей на основе диметилсульфооксида в связи с микроструктурой образующихся пространственных каркасов. .
5.2. Особенности течения низкоконцентрированных аэросилсодержащих дисперсных систем на основе этиленгликолей и бутандиола
5.3. Закономерности изменения диссипации энергии в дисперсиях гидратированного аэросила на
основе этиленгликолей.
5.4. Влияние концентрации гидратированного аэросила на эффект флокуляции в полиэтиленглико
левых дисперсиях1
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


С целью подавления процессов структурообразования используют аэросил, в котором гидроксильные группы замещены инертными метильными группами, неспособными к специфическим взаимодействиям. Химическое метилирование поверхности, улучшая ее однородность и одновременно снижая адсорбционный потенциал, изме
няет характер процессов структурообраэования и деформационного поведения органогелей и композиций на их основе . Наиболее ранние попытки модифицирования поверхности сводились к замене гидроксильных групп метоксильными с помощью реакций этерификации , а также к гидрофобизации поверхности путм термической дегидратации. При этом структура кремнезмистого остова остается неизменной, а поверхность кремнезема становится органофильной и гидрофобной. Согласно зо, реакционная способность и химическая устойчивость спиртов, хемосорбированных на поверхности кремнезма, уменьшается от первичных к третичным, а в случае ненасыщенных алкоголей зависит от положения двойной связи. Как правило, в реакции метоксилирования участвуют свободные 0Нгрулпы, не связанные водородной связью,и силоксановые мостики п , однако метильные группы являются единственными, достаточно малыми по размеру образованиями, способными вступать в реакцию со всеми структурными гидроксилами поверхности кремнезма, даже при их концентрации, равной 4,6 ОНгруппнм . Гидрофобизация высокодисперсного кремнезма возможна также и при взаимодействии с алкилхлорсиланами СНуса Исследованию таких процессов посвящено значительное число работ . Известны два метода модифицирования аэросила парофазный и жидкостный . Сущность парофазного способа заключается в том, что обрабатывают поверхность кремнезма модификатором при повышенной температуре и давлении. В аэросиле, обработанном жидкостным методом, степень модифицирования выше. Продукт реакции тфезвычайно устойчив, а скорость ее сильно зависит от температуры и быстро уменьшается по мере того, как поверхность все больше насыщается метильными радикалами . Триметилхлорсилан взаимодействует в основном с одиночными поверхностными гидроксилами 7, , , количество которых не превышает 1,3м. На основании того, что площадь, занимаемая одной триметилсилильной группой равна х1Гм сделан вывод, что поверхность метилирована не более, чем на . Неметилированные ОНгруппы могут быть активными адсорбционными центрами для молекул малых размеров, обладающих электронодонорными свойствами . Степень экранирования поверхности группами сСН5зависит от предварительной тренировки образца и условий проведения реакции , 4б. Согласно полное подавление гидроксильных групп и получение кремнезема с высокой степенью химической и геометрической однородности поверхности возможно при двухкратном химическом модифицировании парами триметилхлорсилана при 3 К в течение 6 часов сильно дегидроксилированного кремнезема, предварительно претерпевшего термопаровую обработку. Исследования кинетики реакций с ди и монохлорсиланами привели к выводу, что около поверхностных групп вступают в реакцию первого порядка, а оставшиеся гидроксиль ных групп вступают во взаимодействие по реакции второго порядка. Проведенные при оптимальных температурах гравиметрические исследования реакции диметилдихлорсилана с поверхностью показали, что величина максимальной хемосорбции совпадает с концентрацией свободных силанольных групп на исходной поверхности . Стабильные метилированные покрытия можно также получить, обрабатывая поверхность аэросила тетрахлоридом кремния, а затем литийорганическими соединениями . В целом, чем выше дисперсность кремнезма, подвергаемого модифицированию метилхлорсиланами, тем более затруднн сам процесс модифицирования. Диоксид кремния может быть активирован трхстадийной обработкой, включающей метоксилирование, пиролиз метоксислоя, и затем удаление поверхностных силанов и силанолов, образовавшихся при пиролизе . Получаемый таким образом реакционноспособный кремнезм полностью вступает в реакции хемосорбции, образуя при этом наиболее однородную поверхность. Замена гидроксилов на метильные радикалы приводит к падению адсорбционной активности поверхности к веществам, у которых в адсорбционном взаимодействии наибольшую роль играет донорноакцепторный компонент.