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水玻璃如何固化的方式和耐水性怎样提升

2019-08-30 17:33:19

  1.1 加热硬化

  水玻璃的加热硬化系物理脱水硬化过程,水玻璃脱水后成为脱水硅酸凝胶。常温下水玻璃溶胶中的水分蒸腾,水玻璃中的硅酸阴离子聚集成膜,Na+ 无规 地散布在涂膜中。水玻璃凝胶中存在较多的Si-OH键,遇水易溶,则固化物破坏。当温度升高时(80℃),水分子重排,并对相邻硅醇基之间的缩合起催化作用。进一步加热至120~130℃以上,残存的水分子促使硅醇基缩合,并且Si-OH键之间彼此脱水缔合,构成Si-O-Si 键,这是耐水性极好的三维结构的固化体系。Na+ 和H+ 处于三维结构膜的封闭状况中,遇水不溶。固化温度升至200℃以上,即可得到耐水性极好的固化系统,并且加热硬化时靠外加的能量,使玻璃水溶液削减,浓度增大。这样,既添加硅酸分子间的磕碰机会,有利于形成更多的胶粒,也使胶粒中包括的水溶液削减,因此胶粒细微导致终究系统硬化后强度较高。加热条件下的水玻璃固化反响式如下:

  Na2O·nSiO2+(2n+1)H2O → 2NaOH+nSi(OH)4

  1.2 微波硬化

  选用微波硬化水玻璃,具有强度高、硬化速度快、水玻璃加量少、残留强度低等许多优点。微波加热是在交变的微波电场效果下,水分子间冲突发热,使水玻璃脱水硬化而不受复杂因素影响,可以使各部位一起硬化而不会发作过热现象,并大幅度进步了水玻璃的黏结效率,在满意运用强度的前提下,使水玻璃的加量降低。微波加热过程中,水玻璃吸收微波能后,硅酸分子和水分子一起高速振动,温度迅速上升,胶粒热运动加剧,发作凝聚,使硅酸缩合,迅速形成胶粒严密细微、巨细均匀的玻璃状硅酸钠网状结构。微波加热功率越高,构成的网状结构就越细密,然后黏结强度就会增大。在满意黏结强度条件下,微波硬化水玻璃极大地降低了水玻璃的加量,然后也解决了水玻璃残留强度高的难题。

  1.3 CO2 气体硬化

  向水玻璃中吹入CO2 气体后,钠水玻璃能快速硬化。水玻璃在CO2 中的凝结固化首要经过炭化和脱水结晶固结2 个过程来实现。跟着炭化反响进行,即在CO2气体效果下,钠水玻璃与CO2 反响,构成硅酸凝胶,终究硅酸凝胶脱水。CO2是一种枯燥性很强的气体,可以加速钠水玻璃的枯燥过程,水分蒸腾和硅胶脱水成固体SiO2 而凝结硬化,发作物理的或玻璃质的黏结,并且水玻璃硬化后的机械强度,首要来源于水玻璃的脱水。用CO2 硬化的钠水玻璃的Na+ 构成了水合碳酸钠,较安稳,但CO2 硬化时,硅酸的硅羟基与硅羟基间的结合可以自在进行,缺少约束,并且胶粒中包括的水溶液较多,因此胶粒粗大,影响硬化后系统的终究强度。故对CO2 硬化法来说,可行的途径是向水玻璃中引入能与水玻璃起效果,并能按捺胶粒长大,而对CO2 硬化无负面影响的物质。详细的做法是改动水玻璃的分子结构,引入能有效地按捺胶粒长大的极性基团。

江门水玻璃

  1.4 醇和酯的硬化

  有机酯硬化剂对水玻璃的硬化可分为3 个阶段:第一阶段,有机酯在碱性水溶液中发作水解,生成有机酸或醇;第二阶段,与水玻璃反响,使水玻璃模数升高,且整个反响过程为失水反响。当水玻璃的黏度超越临界值时,其便失掉流动性而固化;第三阶段,水玻璃进一步失水硬化。以乙二醇二醋酸酯为例,反响构成的醋酸钠和乙二醇都有强烈的吸收结晶水或溶剂化水的倾向,使水玻璃膜因脱水而硬化。脱水包括水合硅酸凝胶的脱水与水玻璃反响的脱水,且酯硬化法可获得细微的水玻璃凝胶胶粒。这是由于醋酸和聚硅酸外表硅羟基以氢键键合,即经过氢键使醋酸捆绑在高聚硅酸盐粒子上按捺胶粒长大,终究构成的硬化系统强度较高。在水玻璃中参加多元醇(高达30% 左右),如丁醇、戊醇、己醇和氢化麦芽糖等,可以进步水玻璃的黏结强度。首先是这些多元醇吸附在硅酸胶粒外表上,阻止后者增大。胶粒愈细,硅酸凝胶单位体积内黏结点也愈多,强度进步,但有机物的分化可能对水玻璃的后期强度有影响;其次这些多元醇具有很强的吸水性,可以使水玻璃在固化过程中快速脱水,硬化速度大大进步,硬透性也进步,并且有机醇分子的存在,必然影响硅酸凝胶的结构。从结果来看,这种改动显然有利于水玻璃的黏结强度和其他性质。

  1.5 有机高分子的硬化

  在水玻璃中参加少数的聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等水溶性高分子物质,在水玻璃固化时,可在硅酸凝胶胶粒外表构成高分子保护层,然后约束硅酸凝胶粒子长大。高分子改性剂靠静电引力或氢键吸附在胶粒外表,改动其外表位能和溶剂化能力,使水玻璃固化时获得细微的凝胶胶粒,然后进步水玻璃的黏结强度,但是高分子物质的分化可能对水玻璃的后期强度有影响。用聚丙烯酰胺改性水玻璃时,一般是往水玻璃中参加聚丙烯酰胺粉末,然后在热压釜内加热,高温下水玻璃的强碱性使聚丙烯酰胺发作水解反响,最多可有70% 酰氨基水解成羧酸基(高分子的立体位阻效应),起改性效果的实际是丙烯酸与丙烯酰胺的共聚物

  文章源自:江门水玻璃     http://www.jmheyuan.com/


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