Иванов (550688), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Лля этого достаточно ввести в связующее одну из добавок: 0,5— 08 о4 Ре 1 2 1 6 о4 Сг; 1,0 — 1 3 о4 Мя. 1 0 1 3 о4 Са (95). Из формулы (6.19) видно, что стехиометрически все этоксильные группы ЭТС замещены гидроксильными. В действительности степень гидролиза всегда меньше ! 00 %, т. е. в состав мицелл входят и этоксильные группы. Свойства растворов этого типа и суспензий с ними существенно отличаются от свойств растворов типа орг-1: вязкость их быстро повышается; в герметически закрытом сосуде они желатинизируют, затем через 5 — 10 сут твердеют и чем больше концентрация двуокиси кремния и хлорводорода в них, тем быстрее идут эти процессы.
Оболочки высыхают необратимо в течение 2 — 4 ч и этот процесс завершается тем быстрее, чем суше воздух. Прочность образцов оболочек примерно в 2 раза ниже, а газопроницаемость на 20 — 25 % выше, чем оболочек с растворами типа орг-1, что объясняют сохранением шаровидной формы геля ЗРОр после сушки и прокаливания 2!5 лг/л) 040 рис. Пдв. Номограмма определеипя количества спирта (ацетоиак воды и соляиой кислоты для полукепки свяаумптего ив 1 кг Это 5,/5 згв г,/5 050 О /,»5 5 075 050 000 ь ильд из ЭТС можно вести двумя ь ь методами: по номограмме (рис. 6.22) и по форму- в О ь лам (см.
ниже). Рассчи- 7 "-. тывают составляю ие ля 004 гВ зг 50 40 /05»0 щ д 40/0 /г — получения связующего раствора из 1 кг ЭТС: вода — Х, кг (л), растворитель-разбавитель РР, кг(л), соляная кислота — К, мл. Исходные данные для расчета: способ сушки; необходимая прочность оболочки; фактический состав ЭТС по паспорту (или по данным анализа); содержание 5!О„этоксильных групп и НС! (% помассе), Величину т = Н,О/(С.,Н,О) принимают в зависимости от способа сушки: при воздушно-аммиачной сушке и = 0,25 —:0,35, если оболочки будут сушить во влажном воздухе и = 0,6 —:0,7, при сушке оболочек сухим воздухом т ж !.
Количество воды Х для получения связующего раствора из 1 кг ЭТС определяют двумя способами: по номограмме (см. рис. 6.22) или по формуле (6.20). При определении Х по номограмме (см. рис. 6.22) на оси абсцисс находят точку, соответствующую содержанию двуокиси кремния в ЭТС и от нее проводят вертикальную линию до пересечения с необходимой областью «Вода» (в зависимости от требуемого типа р аствор а). 3!б вгтВ в,гв 4 агв ь О/0 че 0,/г оболочки в отличие от геля, образовавшегося из растворов типа орг-1.
Последний после сушки, аммиачной обработки и прокаливания оболочек имеет форму, похожую на нити, т. е. близкую к форме молекул в исходном связующем растворе. Различием структур связующих гелей 5!Ов можно, по нашему мнению, объяснить тот факт, что растворы типа орг-1 сообщают оболочкам наибольшую прочность, а растворы типа орг-3 наименьшую.
Расчет количества составляющих для получения связующих растворов Из точки в выбранной области «Вода» проводят горизонталь до пересечения е левой вертикальной осью, на которой указано необходимое количество воды. Область / соответствует растворам типа орг-1, область // — орг-2, область /// — орг-З. Для расчета по второму способу * используют формулу Х = 0,004ат, (6.20) где а — содержание этоксильных групп в ЭТС, зтй по массе; т— количество молей воды на одну этоксильную группу. Количество РР определяют из условия получения в готовом растворе заданного количества двуокиси кремния.
Расчет РР по номрграмме: на горизонтальной оси ЯО, в ЭТС находят точку, отвечающую содержанию ее в данной партии ЭТС, и от нее проводят вертикальную линию до пересечения с одной из линий «Растворитель». Из точки пересечения проводят горизонталь до правой вертикальной оси, на которой обозначено требуемое количсетво РР (ацетона). Расчет РР ведут по формуле = (61О»)это/(61О»)сввв (1 + Х) (6.21) где (ЯО»)это — содержание ЯО, в ЭТС, %; (ЯО,)„„, — содержание ЯО, в связующем растворе, %; Х вЂ” количество воды, полученное расчетом, кг. Определив необходимое количество РР, следует учесть содержание в нем воды и скорректировать количество воды для гидролиза ЭТС. РР, как правило, дозируют в литрах. Поэтому рассчитанное в килограммах количество РР делят на его плотность. Определение К по номограмме: от точки пересечения вертикальной линии, по которой определили необходимое количество воды, с линией «Соляная кислота» проводят вправо горизонталь.
Точка пересечения с вертикальной осью справа дает ответ о количестве (мл) соляной кислоты плотностью 1190 кг/ма. К определяют по формуле К = 0,114а. (6.22) Приготовление суспензия. Суспензия для оболочковых форм— это взвесь твердых различной величины окатанных частиц огнеупорной основы в жидкости **. Твердые составляющие видны под оптическим микроскопом, так как размеры их наименьших частиц всегда больше 1О «см. Последнее отличает их от коллоидов, размеры которых всегда меньше 10 «см, хотя суспензия, как и коллоиды, имеют поверхность раздела между твердыми частицами и жидкой составляющей. Жидкая составляющая суспензин представляет собой связующий раствор. Суспензия должна обладать комплексом свойств: седиментационной устойчивостью, смачиваемостью поверхности моделей и оболочек, быть живучей: " Способ расчета предложен В, А.
Озеровым и В. В. Шприцем. *' жидкость — термин условный, так как она в соответствии с классификацией 1971 имеет поверхность раздела. 217 Седимеитациоииая устойчивость — это свойство суспеизии ие расслаиваться. Чем дисперснее и меньше плотн6сть твердой составляющей и выше (в определенных пределах) вязкость жидкой, тем более устойчива суспензия. Добавками и непрерывным медленным перемешиваиием суспензии поддерживают равномерность ее зернового состава по высоте ванны. Смачивание поверхности блоков моделей особенно важно при формировании первого облицовочного слоя, так как при этом образуется контактный слой оболочки. Водно-спиртовые суспензии плохо смачивают модели, поэтому в них вводят смачиватели (ПАВ).
' Живучесть — продолжительность жизни суспензии, т. е. сохранение технологической вязкости до начала ее желатинизации. При снижении температуры, как известно, замедляются все реакции, в том числе и коагуляция связующих в суспензиях. Особое значение имеет температура этнлсиликатных суспензнй, в которых органический растворитель заменен водой. В целях увеличения продолжительности жизни суспензий температуру их поддерживают в пределах 10 — 12'С обычно путем непрерывного водяного охлаждения емкости с суспензией. Важно также понижение температуры суспензии со связующим типа орг-! и пылевидным магнезитом, так как жидкая составляющая имеет кислую реакцию, а пылевидная — основную.
Чем ниже температура, тем медленнее загустевает суспензия. Классификация суспензий приведена в табл. 6.19. Известны два способа приготовления суспензий: раздельный и совмещенный. При раздельном способе пылевидную составляющую замешивают в готовое связующее. Совмещенный способ, предложенный М.
Н. Ефимовым и 3. А. Анчеевой, заключается в том, что получение связующих совмещено с приготовлением суспензии. Суспензии со связующими типов орг-2 и орг-3 приготовляют преимущественно этим способом; в результате прочность оболочковых форм увеличивается в 1,3 — 1,5 раза, упрощается приготовление суспензий. Позднее В. Н. Иванов и Г. М. Зарецкая применили воду вместо органических растворителей при обязательном совмещении процессов получения суспензий и связующих из ЭТС.
При совмещенном способе гидролиз и поликонденсация образующихся мицелл протекают иа весьма развитой поверхности пылевидных зерен огнеупорной основы, которая по аналогии с кристаллизацией расплавов служит своеобразной подложкой с готовыми центрами. Чаще всего коллоидные растворы получают методами конденсации как более выгодными энергетически, так как процесс конденсации проходит с уменьшением удельной поверхности, что связано с убыванием свободной энергии системы. В нашем случае воль получают в результате реакций гидролиза и поликонденсации.
Выделившаяся в результате гидролиза частица может или стать центром кристаллизации, или быть израсходованной на рост уже имеющихся мицелл. Если превалирует рост уже образовавшихся зародышей, как это было при попытках раздельно получить связующие с водой, то 218 Таблица бдр Классификация суспензия со спяаующнм нв ЭТС що, ка атйл- склпката, % по пассе ап мпа прп 900 'С Тнп раствора свяаующага Тверда» составляющая суспспакк живучесть, сут.
Раство- рптсль Добавка и р н и е ч а н я е, нкс следует првмаяять со всемв саяаующямя1 рн раствора~ поддермпвамт раанмм 1,ь-91 готовят суспеяапн орг-1 раадвявямсь а остальяме совмещенямм с~особом; условяум вяекасть суснепавд по воровке Ва.а для первого н последующая слоев падбярают в аевясямостн ат прнмеяяемоа суспеяаня. выделяющаяся в результате реакции молекула расходуется на укрупнение уже имеющихся частиц.
Воль при этом состоит из частиц крупных размеров; последние вырастают даже до размеров, превышающих коллоидные, тогда получается мутный с осадком раствор. Если скорость образования новых центров (гидролнз) больше скорости роста уже имеющихся (поликонденсация), то продукты реакции гидролиза расходуются на рост большего количества мелких частиц. При этом на каждую растущую частицу приходится меньшая доля материала, что и обусловливает большую днсперсность связующего раствора, обволакивающего каждое пылевидное зерно суспензия, Чем быстрее идет реакция гидролиза, тем больше 919 Рис. а.ка. Воронка ВЗ-С дл» определения услаеноз он*кости суспенанз а секундах вероятность того, что некоторые об.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
