Искусственные наполнители

Известно применение синтезированных наполнителей, получаемых из отходов химической промышленности. Их применение актуально с экологической точки зрения. Искусственные адсорбенты (аэросил, бутосил) представляют собой аморфные беспористые кремнеземы. Они проявляют тиксотропный эффект в полимерных композициях, относятся к нетоксичным материалам. К их недостаткам следует отнести чрезмерное повышение вязкости, ухудшение текучести полимерных композиций, высокую дисперсность, приводящую к ухудшению техники безопасности на рабочих местах [208].

Аэросил обладает хорошими адсорбционными свойствами. Вода, из-за своей особенности образовывать с поверхностью аэросила водородные мостики, адсорбируется особенно хорошо. В 1 г аэросила может содержаться примерно 1 г-мол группы = SiOH, т.е. около 2000 групп = SiOH на частицу аэросила [209].

Аэросил может служить активным наполнителем, снижающим усадку клея на 40 %, время отверждения при горячем склеивании уменьшается на 40 % , а при холодном - в 1,5 - 2 раза. При этом возможно снижение температуры плит пресса с 120 до 95-100 °С при том же времени отверждения [72].

Аэросил обладает достаточно высокой гигроскопичностью [171].

Механизм сорбции воды аэросилом может иметь только физическую или только химическую природу или может быть смешанным. Первый слой воды сорбируется на поверхности химически, а последующие слои - физически. Физически адсорбированная вода удаляется при температуре 25-150 °С, а химически - при 800 °С [209]. В данной работе использовался аэросил марки А-300, размер частиц которого 7 нм, удельная поверхность по ВЕТ - 300±30 м2/г и показателем pH в 4 %-й водной дисперсии 3,6-4,3 [209].

Аэросил - искусственный, дорогостоящий сорбент, получивший широкое распространение в промышленности за счет своих высоких адсорбционных свойств. В связи с этим он выпускается в достаточных для производства объемах, плохо заменим другими сорбентами в силу специфичности строения и свойств, требует значительных экономических затрат при использовании, плохо поддается активации [72, 170, 209-211].

В работах Леонович А.А. и Коврижных Л.П. [63, 212] в качестве заменителя части КФС использовали кремнесодержащие соединения, в частности - золь кремнезема с целью снижения токсичности ДСтП. Золь кремнезема представляет собой жидкое стекло, модифицированное карбамидом. Вследствие того, что в жидком стекле массовое содержание щелочных оксидов выше 9 % происходит резкое снижение устойчивости древесных материалов к разбуханию. Этот недостаток был устранен путем применения кремнезема полимерной формы - стабилизированного золя (Si02)n, в котором массовое содержание щелочных металлов не превышало 0,5 %. Стабилизированный золь кремнезема представляет собой аморфное, дисперсное вещество с низкой вязкостью и клейкостью, обладающее высокой реакционной способностью. При горячем способе склеивания происходит процесс гелеобразования, и связанные вместе частицы кремнезема образуют разветвленные цепочки ~Si-0-Si~, которые целиком пронизывают объем геля. Этот процесс сопровождается связыванием формальдегида в процессе структурирования, при этом увеличивается прочность склеивания ДСтП [212].

Более подробно изучены адсорбционно-структурные клиноптилолита (К95), каолина (Кн) и аэросила (А-300), характеристики приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Адсорбционно-структурные характеристики природного клиноптилолита,

каолина и аэросила

Параметр минералов.

Минерал

Клиноптилолит

95)

Каолин

(Кн)

Аэросил (А-300)

Плотность (кг/см3) -насыпная

0,60

0,75

0,05

-кажущаяся

1,24

2,26

1,13

-истинная

2,75

2,58

2,20

рн

6,82

8,14

4,13

Пористость, (%)

57,92

12,48

-

Суммарный объем пор, (см3/г)

0,44

0,05

-

Средний диаметр пор, (нм)

11,05

10,78

-

Syfl по воде, м2

117,02

20,36

300

8уд по азоту, м2

51, 14

8,90

146

Установлены максимальные значения кажущейся и насыпной плотности каолина, тогда как клиноптилолит обладает наибольшей истинной плотностью. Кислотность клиноптилолитовых образцов близка к нейтральному значению, величина pH образцов каолина смещена в щелочную область за счет значительного содержания оксидов алюминия, а также их соотношения при замещении ионов кремния, присутствия ряда щелочных металлов [183-187, 203]. Водородный показатель аэросила, согласно эксперименту, находится в пределах допустимых значений ГОСТ 14922-77 «Аэросил. Технические условия» [213]. Наибольшая пористость, суммарный объем и диаметр пор характерны для образца цеолита [171, 172]. Аэросил в силу своей структуры лишен пористости и не может характеризоваться данными показателями.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >