Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Скорина Таисия Викторовна. Структурообразование в композициях на основе растворимых силикатов щелочных металлов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.11 / Скорина Таисия Викторовна; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2010.- 149 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2002

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 8

1.1, Роль ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 8

1.2. СТРУКТУРА ЖИДКОТ О СТЕКЛА 13

13, МОДИФИЦИРОВАНИЕ жидкого СГПКЯА ОРГАНИЧЕСКИМИ ПОЛИМЕРАМТ 19

1.4. ОТВЕРЖДЕНИЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА РЕАГЕНТАМИ 22

1.4.1. Структурообразование в системе «жидкое стекло — NajSiFe» 27

1.4.2, Особенности коагуляции кремниевой кислоты в присутствии фторид иона 32

1.5 ЗАПОЛНИТЕЛИ И НАПОЛНИТЕЛИ жидкое гнкольных композиций 34

1.6. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 36

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 40

2Л. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ 40

2.2, МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ 44

2.3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 45

2.3.1. Общие методы 45

2.3.2. Фотоколориметрический кинетический молибдатный анализ для оценки степени полимеризации кремпекисл сродных анионов 49

2.3.3. Методика исследования кинетики процессов фазообрязованин вяжущей системы [1жидкое стекло — Na2SiF(i" 52

2.3.4. Оптический анализ поровой структуры композипиоштых материалов 54

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 56

3 Л. СОСТОЯНИЕ КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ В РАСТВОРАХ СИЛИКАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ56

3.2. ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОГО СТЕКЛА НА СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 66

3.2Л. Влияние силикатного модуля жидкого стекла на свойства и кинетические

особєнїіости химического отвердения ЖСК 66

3.2.2. Влияние природы катиона щелочного силиката на фазовый состав и свойства

ЖСК 80

3.2.3, Роль плотности и содержания жидкого стекла в формировании структуры ЖСК. 94

3.3. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ ПА

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖСК 102

3.4- ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ТВЕРДЕНИЯ НА СВОЙСТВА ЖСК 106

3.5. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ЖСК ОРГАНИЧЕСКИМИ СМОЛАМИ 115

4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 125

ВЫВОДЫ 127

ЛИТЕРАТУРА 130

ПРИЛОЖЕНИЯ 

Введение к работе:

Актуальность темы

Традиционные композиции на основе жидкого стекла и минеральных наполнителей широко применяются в качестве теплоизоляционных, огнестойких и кислотоупорных материалов. Однако их применение в качестве конструкционных и отделочных материалов ограничено из-за ряда недостатков: невысокая механическая прочность (200 - 300 кг/см ), повышенные водопоглощение (15 - 20 %) и пористость (до 30 %), неудовлетворительная морозостойкость (< 50 циклов). Жидко стекольные композиты (ЖСК) - это композиционный материал, механическая прочность которого определяется прочностями заполнителя, адгезионных контактов между заполнителем и связующим и самого связующего. Функцию связующего в ЖСК выполняет ксерогель кремниевой кислоты, формирующийся при химическом отверждении жидких стекол. Он представляет собой малопрочную и высокопористую коагуляционно-конденсационную структуру, что и обуславливает низкие эксплуатационные свойства ЖСК. Эффективными способами повышения этих свойств с целью расширения области применения ЖСК являются разработка способов управления микроструктурой связующего, а также оптимизация природы и гранулометрического состава наполнителя. На сегодняшний день механизмы фазо- и структурообразования при отверждении ЖСК остаются дискуссионными, не выявлены взаимосвязи между анионной структурой жидкого стекла, микроструктурой формирующегося из него связующего и конечными свойствами ЖСК.

Актуальной задачей является повышение эксплуатационных свойств ЖСК (прочности, пористости, водостойкости), что обеспечит расширение области их применения.

Цель работы: оптимизация технологических параметров производства материалов на основе жидкого стекла, направленная на повышение их эксплуатационных свойств за счет применения эффективных способов управления процессами структурообразования связующего при химическом отверждении жидкого стекла. При выполнении работы было необходимо решение следующих задач: -исследование взаимосвязи между исходным составом, структурой и свойствами ЖСК;

-исследование состояния кремниевой кислоты в растворах силикатов щелочных металлов в зависимости от их модуля (мольного соотношения SiCVR^O), концентрации и природы катиона;

-изучение влияния физико-химических характеристик жидкого стекла (модуль, концентрация, природа катиона щелочного оксида) на эксплуатационные свойства ЖСК; -изучение влияния природы и гранулометрического состава заполнителя на эксплуатационные свойства ЖСК;

-изучение влияние температурных условий твердения на свойства ЖСК; -изучение влияния вида и количества органических добавок-модификаторов жидкого стекла на эксплуатационные свойства ЖСК. Научная новизна работы:

- установлены наиболее значимые факторы, определяющие микроструктуру ЖСК,
оптимизация которых позволяет на 30-50 % повысить их механическую прочность и
снизить пористость.

установлено, что анионная структура исходного жидкого стекла определяет микроструктуру ксерогеля кремниевой кислоты (связующего ЖСК): снижение средневзвешенной степени полимеризации кремнекислородных анионов в жидком стекле приводит к понижению микропористости связующего и способствует повышению его механической прочности;

установлено, что средневзвешенная степень полимеризации кремнекислородных анионов в промышленных жидких стеклах снижается с уменьшением модуля жидкого стекла и концентрации силиката в нем;

-установлено, что в калиевом жидком стекле масс-молекулярное распределение кремнекислородных анионов смещено в сторону олигомерных фракций, а количество и средняя степень полимеризации полимерной фракции снижены по сравнению с натриевым.

Практическая значимость:

- предложены оптимальные составы ЖСК с улучшенными эксплуатационными
свойствами, пригодные для производства архитектурно-строительных изделий;

- предложен двухступенчатый температурно-временной режим твердения, применение
которого позволяет ускорить структурообразование ЖСК без снижения прочностных
показателей;

- получен и защищен патентом материал, удовлетворяющий требованиям,
установленным для конструкционных и архитектурно-строительных изделий. На основе
оптимального состава, модифицированного органическими смолами, и при применении
двухступенчатого режима твердения выпущена опытно-промышленная партия изделий.

На защиту выносятся:

результаты исследований анионной структуры жидких стекол в зависимости от силикатного модуля, плотности (концентрации) и природы катиона щелочного оксида;

кинетические закономерности процессов структурообразования в системах "жидкое стекло — Na2SiF6";

оптимальные составы и температурно-временной режим твердения ЖСК с высокими эксплуатационными характеристиками.

Апробация работы: результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: «XX Всероссийское совещание по температуроустойчивым функциональным покрытиям», (Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН, Санкт-Петербург, 2007); Международный XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (РАН, г. Москва, 2007).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 работы в реферируемых журналах и получено положительное решение по заявке № 2008145718 (059733) на патент РФ. Работа выполнена в соответствии с тематикой РХТУ им. Д. И. Менделеева, проводимой в рамках единого заказ-наряда по заданию Федерального агентства по образованию (темы № 1.2.02 и 1.2.06).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 23 таблицы, и состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка литературы из 101 наименования и 3-х приложений.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net