Иванов (550688), страница 44
Текст из файла (страница 44)
разующиеся молекулы станут центрами новых мицелл, т. е. тем больше вероятность получения тонкоднсперсного с низкой вязкостью раствора в суспеизии. При совмещенном способе свойства суспензнй без органических разбавнтелей (без добавок и с добавками) и образцов оболочковых форм близки к свойствам суспензий, получаемых с растворами типа орг-3, но применение воды вместо органических растворителей дает возможность снизить пожаро- и взрывоопасность в производственных помещениях и меньше загрязнять воздух парами растворителей. Суспензии со связующим орг-1 приготовляют раздельным способом. В связующее замешивают пылевндную составляющую, перемешивают 40 — 60 мин и через 20 — 30 мнн измеряют условную вязкость с помощью воронки ВЗ-4 (рис.
6.23). Активное и длительное перемешивание необходимо для дезагрегирования пылевидной составляющей и смачивания связующим пылевидной частицы, За 5— 7 мин до окончания перемешивания вводят антниспаритель. При частоте вращения крыльчатки смесителя 2800 об!мин за 40 — 60 мнн приготовляют суспензию. Прочность оболочки из нее в 1,5 — 2 раза выше прочности оболочки из суспензии, полученной ручным перемешиванием, Вследствие активного перемешивания понижается вязкость суспензий, поэтому необходимо вводить больше пылевид ' ной составляющей. На пылевидных зернах образуются тонкие пленки связующего и достигается плотная укладка зерен в слоях, наноси. мых на модели.
Для приготовления ВС.1 в подкисленную воду, полученную рас. четом при лт 0,7-;0,8, при активном перемещивании влияют ЭТС, в результате образуется эмульсия. Получение связующего состоит из трех стадий: гетерогенной, гомогенной и разбавления. В период гетерогенной стадии гидролиз протекает на поверхности капелек ЭТС прн избытке воды — образуются спирт и кремниевые кислоты., С увеличением выделяющегося спирта система переходит в гомогенную стадию, при которой процессы гидролиза и поликонденсации протекают во всем объеме.
В результате образуется смесь, состоящая из золей двуокиси кремния и полнэтоксисиланов при содержании 32 — 34 % 510,. Этот концентрированный вязкий раствор быстро густеет и желатинизирует. Поэтому в одном случае его при перемешивании немедленно разбавляют водой до содержания 12— 16 % 310к и затем замешивают пылевидную составляющую; в другом случае раствор немедленно при перемешиваиии вливают в шликер 220 (смесь воды с пылевидной составляющей) и продолжают приготовлять суспензию. Суспензии ВС-2 и ВС-3 готовят совмещенным способом.
В воду, подкисленную соляной кислотой, вводят 0,2 — 0,25 % ПАВ. Эту воду заливают в работающий смеситель, насыпают пылевидную составляющую и после кратковременного перемешивания вливают ЭТС, продолжая перемешивание еще 50 — 60 мин. Температуру приготовляемой суспензии поддерживают не выше 35 'С. Все суспензии ВС плохо смачивают воскообразные модели вследствие высокого поверхностного натяжения воды. Для смачивания ' моделей в воду вводят ПА — смачиватель, который должен растворяться в воде, обеспечивать хорошее смачивание, не образовывать пену, не сгущать суспензни, т.
е. не вызывать агрегацию частиц связующего и пылевидной составляющей, повышать живучесть суспензий, ие снижать прочность оболочек. Перечисленным требованиям наиболее полно отвечают анионоактивные ПАВ, например метаупон, сульфанол, ДНС, авиноль. Их вводят по 0,05 — 0,22 % массы пылевидной составляющей суспензии [1031. Сравнительно низкая живучесть суспензий и стремление снизить расход ЭТС послужили причиной изыскания добавок, увеличивающих прочность оболочек (см.
табл. 6.19). Суспензию ВС-1-К готовят с использованием кремнезоля, например Зу1оп Х-30 [271. Последний разбавляют водой до содержания в растворе 2,5 — 5 % ЯО, и вливают в смеситель. Затем при перемешивании вводят соляную кислоту до рН = 1 —;2, которая не только нейтрализует стабилизатор золя (например, НаОН), но и перезаряжает его. В кислый воль насыпают пылевидную составляющую суспензии и'после кратковременного перемешивания вливают ЭТС в таком количестве, чтобы в жидкой составляющей было 8 — 10 % ЯО, из ЭТС. Перемешивают 40 — 60 мин.
За зто время протекают реакций гидролиза и поликонденсации. Но они проходят на поверхности смоченных волам вирен пылевидной составляющей. Этот способ получения суспанзии основан на образовании из ЭТС частиц волей малых размеров на полидисперсных зернах твердой составляющей суспензии. Активизированные частицы кремнезоля имеют химическое сродство к ЭТС. Поверхность пылевидных частиц становится окруженной тонкой пленкой коллоидной двуокиси кремния. За 3 — 5 мин до окончания перемешивания вводят ПАВ, При введении 2,6 % 810з с кремнезолем и 6 — 10 % $10, с ЭТС прочность оболочек о„5+6 МПа, Отметим, что если применять как самостоятельное связующее кремнезоль, содержащий 2 — 5 % ЯО„оболочка практически не будет обладать прочностью.
Суспензии ВС-1-К наиболее пригодны для получения контактного (облицовочного) слоя оболочковых форм, а остальные слои следует изготовлять с суспензиями этой же группы, но с добавками фосфатов. Использование кремнезоля позволяет снизить расход ЭТС 40 примерно в 2 раза и не применять органические раствори- тели.
Суспензии ВС-2-Ф [571 готовят с применением связующего ЗИЛ ЭФ (Э вЂ” ЭТС; Ф вЂ” фосфорная кислота, образующая фосфат с намолотым железом из пылевидной составляющей). В суспензии ВС-2-Ф однозамещенные фосфаты железа, например Ре(Н,РО )„ служат дополнительным связующим. Отметим, что только при некотором избытке свободной кислоты НаРО4 примерно на 10 — 15 '/о по массе или в подкисленной НС1 среде — в водном растворе — могут образоваться и существовать длительное время растворимые в воде однозамещенные фосфаты, Необходимое количество фосфорной кислоты рассчитывают по стехиометрическому уравнению, например Ре + 2НзРО4 = Ге(Н,РО4), + Й,.
(6.23) При приготовлении связующего из ЭТС с фосфатами в бак быстроходного смесителя вливают подкисленную воду, ПАВ, фосфорную кислоту и всыпают 2!3 необходимого количества пылевидного кварца, а затем постепенно вливают ЭТС. Кроме того для получения необходимой вязкости суспензии вводят оставшийся пылевидный материал и перемешивают в течение 50 — 60 мин. Из уравнения (6.23) видно, что вследствие взаимодействия фосфорной кислоты с железом выделяется водород, на поверхности пузырьков которого адсорбируется ПАВ, но за 60 мнн перемешивания пузырьки его успевают выйти из объема суспензии.
Таким образом, связующее этой суспензии — комплекс из золя двуокиси кремния и однозамещенного фосфата железа в водно-спиртовой среде. Длительная живучесть этих суспензий (5 — 7 сут) объясняется тем, что связующие растворы содержат мало золя двуокиси кремния (см. табл. 6.19); фосфаты выполняют роль буферов, стабилизирующих рН суспензий в пределах 2 — 2,5, При прокаливании обо. лочек до 800 — 900 'С в их пленках наряду с гелем двуокиси кремция образуется метафосфат железа [Ре(РО,) 1,„с длинной цепью. Кроме того, возможно образование метафасфата кремния с гелем двуокиси кремния, а также метафосфатов из примесей Са и др.
Этим можно объяснить сравнительно высокие прочности (12 — 15 МПа) образцов при 900 'С. Приготовление суспензий ВСЗ-ФК основано на сочетании двух предыдущих способов: перезарядке частиц крвмнезоля в подкисленной воде, образовании золя 510, из ЭТС и получении однозамещенных фосфатов железа из примесей пылевидной составляющей. При этом содержание 2,5 — 6 ~ 810, из кремнезоля, а 9 — 6 О4 510, из ЭТС; фосфатов железа — согласно расчету. Живучесть суспензий 7— 5 сут. Прочность образцов оболочек 5 — 6 МПа до выплазления. Образцы с ЭТС 32 показали прочность на 30 — 40 О4 ниже, чем с ЭТС 40. В работе [271 отмечено, что свойства комплексного связующего не являются аддитивным сложением связующих свойств, 510, этилсиликата и золя в растворе.
Резкое увеличение прочности наблюдали при использовании суспензий, в которых с кремнезолем взодилн 3 — 7 Ъ 510„а общее содержание 5[О, составляло до 15 02, 222 Суспензии ВС-4-АЖФ и ВС-5-АХФ отличаются от суспензий ВС-2-Ф тем, в них вводят готовые фосфаты. Смачивание блоков моделей суспензией. Различают смачивание для формирования первого (контактного) слоя оболочки н ее последующих слоев. В обоих случаях блок медленно погружают в суспензию, поворачивая его в различных направлениях. При нанесении первого слоя суспензия удаляет с поверхности моделей адсорбированный воздух и смачивает поверхность блока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
