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影响水玻璃“老化”的要素有哪些?如何消除水玻璃“老化”?

信息来源:www.ltsbl.com | 发布时间:2021年03月17日

新制备的水玻璃是一种真溶液。但是在寄存过程中,水玻璃中硅酸要进行缩聚,将从真溶液逐步缩聚成大分子的硅酸溶液,最后成为硅酸凝胶。因此,水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物,易受其模数、浓度、温度、电解质含量和寄存时刻的影响。

水玻璃在寄存过程中分子发生缩聚,构成凝胶,其粘结强度随着储存时刻的延长而逐步下降,这一现象称为水玻璃“老化”。

“老化”现象可由下述两组实验数据来阐明:

高模数水玻璃(M=2.89,ρ=1.44g/cm3)贮放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉强度相应下降9.9%、14%、23.5%、36.8%和40%;低模数水玻璃(M=2.44,ρ=1.41g/cm3)贮放7、30、60和90天后,干拉强度别离下降4.5%、5%、7.3%和11%。

水玻璃寄存时刻对酯硬化水玻璃自硬砂初期强度影响不大,但对后期强度影响明显,据测定,关于高模数水玻璃下降60%左右,关于低模数水玻璃下降15~20%。残留强度也随寄存时刻的延长而下降。

水玻璃在寄存过程中聚硅酸的缩聚反响和解聚反响同时进行着,分子量发生了歧化,终究生成单正硅酸和胶粒并存的多重分散系统,也便是在水玻璃的老化过程中,聚硅酸的聚合度发生了歧化,单正硅酸和高聚硅酸的含量均随寄存时刻的延长而增多。水玻璃在寄存中缩聚、解聚反响的结果,使粘结强度下降了,即发生“老化”现象。

影响水玻璃“老化”的要素主要有:寄存时刻、水玻璃的模数和浓度。寄存时刻越长,模数越高,浓度越大,则“老化”越严重。

对久存的水玻璃能够采用多种办法的改性处理,以消除“老化”,使水玻璃恢复到新鲜水玻璃的功能:

1、物理改性

水玻璃老化是缓慢开释能量的自发过程,用物理改性处理“老化”的水玻璃便是用磁场、超声波、高频或加热等办法,向水玻璃系统提供能量,促进高聚合的聚硅酸胶粒从头解聚,促进聚硅酸的分子量从头均匀化,从而消除了老化现象,这便是物理改性的机理。例如,用磁场处理后,水玻璃砂的强度进步了20~30%,减少水玻璃参加量30~40%,节约CO2,改进溃散性,有较好的经济效益。

物理改性的缺陷是不持久,处理后再贮放,粘结强度又会下降,故适用于铸造厂处理后尽快运用。尤其是M>2.6的水玻璃,硅酸分子浓度大,经过物理改性解聚后又会较快地缩聚,处理后当即运用。

2、化学改性

化学改性是往水玻璃中参加少数化合物,这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团,经过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒外表,改动其外表位能和溶剂化能力,进步聚硅酸稳定性,从而阻挠“老化”进行。

例如往水玻璃中参加聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等,可获得较好的作用。

往一般水玻璃甚至改性水玻璃中掺入有机物能够起到多种作用,如:改动水玻璃的粘流性质;改进水玻璃混和料的造型功能;进步粘结强度,使水玻璃的参加量减少;进步硅酸凝胶的可塑性;下降残留强度,使水玻璃砂更适用于铸铁和有色合金。

3、物理—化学改性

物理改性适宜于已“老化”的水玻璃,改性后当即运用。化学改性适宜于处理新鲜水玻璃,改性后的水玻璃可较长时刻的寄存。物理改性与化学改性结合起来,能使水玻璃具有持久的改性作用,例如在高压釜中加聚丙烯酰胺来改性“老化”的水玻璃作用很好,其中使用高压釜的压力和搅拌是归于物理改性,加聚丙烯酰胺是化学改性。

 

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