Разработка композиционных материалов на основе соединений силиката натрия и каолина

• Автор: Смирнов, Константин Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 190 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ В

СИСТЕМАХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ ВОДОРАСТВОРИМЫЕ И КОЛЛОИДНЫЕ СИЛИКАТЫ.

1.1. Взаимодействие водорастворимых силикатов с неорганическими веществами.

1.2. Введение в силикатные композиции неорганических отходов

1.3. Силикатные наполнители и консистентные добавки, определяющие структуру водоразбавляемых композиций
1.4. Возможности органического модифицирования систем на основе водорастворимых силикатов
1.5. Получение сорбционноактивных материалов на основе алюмосиликатов. Возможности очистки маслосодержащих сред

Заключение к главе 1

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования и исходные вещества
для проведения испытаний.
2.2. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.2.1. Приготовление модифицированного карбамидом жидкого стекла
2.2.2. Приготовление композиции на основе немодифицированного силиката натрия
2.2.3. Приготовление многокомпонентных композиций на основе силиката натрия, модифицированного карбамидом
2.2.4. Приготовление композиционных силикатных материалов наносимых на минеральную подложку
2.2.5. Испытания композиционных силикатных материалов,
наносимых на минеральную подложку
2.2.6. Получение цеолита из соединений силиката натрия
и гидроксида алюминия
2.2.7. Щелочнокислотная обработка каолина и получение композиционных сорбционноактивных материалов.
2.2.8. Обработка каолина органическими кислотами.
2.2.9. Приготовление формовочных масс
на основе каолина и жидкого стекла.
2.2 Определение реологических и структурномеханических характеристик силикатных композиций.
2.2 ИК спектры.
2.2 Рентгенофазовый анализ РФА.
2.2 Термогравиметрический анализ.
2.2 Приготовление стандартных растворов высокомолекулярных восковых соединений в растворах триглицеридов.
2.2 Введение сорбционных материалов в растворы триглицеридов
2.2 Определение физикохимических параметров очистки
растворов триглицеридов после обработки их сорбентом
2.2 Спектрофотометрический анализ
2.2 Атомноабсорбционная спектроскопия.
2.2 Микроскопический анализ
2.2 Оценка адекватности уравнений, описывающих
выделение восков на каолине.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ ИЗ СИЛИКАТА НАТРИЯ
3.1. Реологические и физикохимические свойства композиций, включающих натриевое жидкое стекло и каолин
3.2. Свойства защитных композиций, включающих натриевое жидкое стекло и неорганические промышленные отходы
3.3. Утилизация смесей тяжлых металлов
в защитных композициях на основе силиката натрия.
3.4. Композиции на основе смесей гидратированного
силиката натрия и гидроксида алюминия
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ
СМЕСЕЙ ИЗ КАОЛИНА.
4.1. Свойства композиций на основе каолина,
обработанного смесью кислот.
4.2. Эффективность активации каолина уксусной кислотой.
4.3. Возможности экструзионного формования
активированного каолина в присутствии жидкого стекла
ГЛАВА 5. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ КАОЛИНА И ЖИДКОГО СТЕКЛА ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ.
5.1. Эффективность соединений каолина и силиката натрия
в отношении примесных ингредиентов соевого масла
5.2. Использование соединений каолина и жидкого стекла
для деметаллизации других растворов пищевых триглицеридов
5.3. Прогнозирование очистки растворов триглицеридов от восков
на материале каолина
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ ЖИДКОГО СТЕКЛА И КАОЛИНА.
6.1. Схема производства одноупаковочных красок на основе жидкого стекла с добавками каолина, золыуноса ТЭС и молотого стекла.
6.2. Схема изготовления одноупаковочных красок на основе жидкого стекла с использованием шламов электрохимических производств
и цинксодержащего отхода производства ронгалита.
6.3. Схема производства гранулированных сорбционноактивных материалов на основе каолина с добавками жидкого стекла
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В небольших количествах в ЖС могут быть также растворены оксида железа, цинка, меди, свинца, алюминия и ртути, которые сначала гидратируют в растворе с получением гидроксида, а затем дают силикаты соответствующих металлов с меньшей растворимостью, чем исходные гидроксиды. Бокий обосновал получение растворов неорганических полимеров с атомами металла в кремнекислородной цепочке с позиций кристаллохимии плотность упаковки, координационные числа, радиусы атомов и ионов. Этот подход затем был использован отечественными учеными при анализе закономерностей проявления физикохимических свойств смесей и принципов прогнозирования новых систем на основе ЖС , . Так, наиболее плотная структура была получена на основе соединений ЖС с 2, 2п2, М2, А, Бе3 и ва3 , . При этом из указанных элементов отдельно отмечают алюминий . Можно ожидать, что соединения алюминия, железа и никеля, небезопасные с экологической точки зрения, целесообразно выделять именно в присутствии соединений водорастворимых силикатов. Что же касается солей упомянутых металлов, например А1СЬ, БегОз, АБз, Иа2СОз, их взаимодействие с ЖС протекает в две стадии . На первой из них соль гидролизуется с образованием соответствующей кислоты, а затем, на второй, эта кислота вступает в реакцию с водорастворимым силикатом . БЮН ОН БЮ Н,
БЮН вЮв внО ОН 1. Прямая реакция 1. При этом кислотность силикатных групп Б1ОН, зависит от числа силоксановых связей, приходящихся на данный атом кремния. В широкой области значение рКа мономера ОН4 по первой ступени диссоциации равно 9,9, а при числе силоксановых связей, равном трм, рКа понижается приблизительно на единицы. Вследствие изменения связности по реакции 1. Так, чем выше концентрация ОН ионов, тем выше скорость обратной реакции 1. ОН, тем меньше концентрация ионов 0 и, следовательно, прямая реакция 1. Отсюда вытекает, что полимеризация прямо зависит от концентрации гидроксильных ионов, причм для каждой области поразному. В свою очередь, ИК спектроскопические исследования, указывающие на сдвиг максимума полосы поглощения в области от 0 до см, свидетельствуют об образовании высокополимерных форм кремнезма. Возвращаясь к специфике взаимодействия солей щлочноземельных металлов с водорастворимыми силикатами, где первые весьма часто выступают в роли наполнителя силикатных систем, следует отметить следующее. Ме ОН2, или образует смешанные системы типа Н0Ме0. При этом получают аморфные продукты нестехиометрического состава, которые зачастую невозможно трактовать как определнные стехиометрические соединения. Неслучайно, что при осаждении силикатный модуль осадка БЮгМеО может быть полностью идентичен силикатному модулю исходного раствора щелочного силиката. Растворы щелочных силикатов эффективно взаимодействует с любыми соединениями, содержащими соли щелочноземельных металлов, различными природными глинами, стклами, золами, шлаками и малорастворимыми солями этих металлов фосфатами, карбонатами, сульфатами, фторидами и др. С веществами этого типа ЖС дают твердеющие системы, причм время твердения варьируется в широких пределах от нуля до бесконечности. Оно зависит от типа тврдого неорганического соединения, типа его структуры или степени аморфности, дисперсности, а также от температуры процесса, концентрации и модуля ЖС, соотношения ТЖ. Так, например, вязкость смесей ЖС с мелом СаСОз во многом определяется модулем жидкого сзекла ш. При ш 2 натриевое ЖС схватывается с мелом в течение 2 С 6 ч С. В аналогичных температурных условиях, но при т 3,3, отверждение композиций происходит соответственно за и 0 ч. Выше уже упоминалось , что введение солей алюминия в растворы ЖС сопровождается, при избытке последних, протеканием полного гидролиза, в результате чего образуются хлопья силиката алюминия. На реакции алюминатов с водорастворимыми силикатами основано получение малорастворимых щелочных алюмосиликатов искусственных цеолитов, в которых ион щелочного металла способен обмениваться в водных средах на щелочноземельные ионы или ионы тяжлых металлов. Следует отметить, что такие процессы протекают, как правило, в автоклавных условиях соответствующие температура и давление.