Застудневание - золе
Cтраница 2
В мировой промышленной практике широко распространены две технологические схемы производства силикаге-ля, отличающиеся условиями застудневания золя ( рН среды) и грануляции студня. По первой схеме застудневание золя происходит в кислой среде в виде сплошной массы. Затем эту массу дробят, отмывают от солей и сушат. Так осуществляется производство кускового силикагеля. По второй - получают короткоживущий золь при рН, близком к нейтральному. При пропускании его через слой масла гидрогель формируется в виде сферических частиц, которые подвергают дальнейшей обработке в зависимости от поставленной цели. Такие силикагели называют шариковыми. [16]
Для получения шарикового силикагидрогеля необходимо, чтобы время перехода золя в гель было меньше времени прохождения капель золя через слой масла. Так как время застудневания золя сильно зависит от рН золя и концентрации в нем кремнезема, сначала подбирают необходимые соотношения взаимодействующих растворов жидкого стекла и серной кислоты. Варьируя концентрации исходных растворов и соотношение их при смешивании, а также температуру золя, можно получать быстро коагулирующие золи в широкой области рН от 6 до 10 5, что позволяет готовить силикагели с различной структурой пор. [17]
Как указывалось, факторы, ускоряющие застудневание золя кремневой кислоты, действуют в том же направлении при старении гидрогеля. Известно [72], что застудневание золя кремневой кислоты ускоряется ионами Н и ОН -, причем ниже рН 2 скорость процесса пропорциональна концентрации гидроксильных ионов. [18]
Мы должны были бы предположить, что во времени идет химический процесс, сводящийся к исчезновению лиофиль-ных групп молекул, из которых построены частицы. Если-же предположить, что в процессе застудневания золя происходит изменение общей сольватации, то перед нами возникнут еще большие затруднения: мицеллы в процессе старения не распадаются, а, наоборот, связываются друг с другом, так, что общая сольватация может только увеличиться вследствие захвата усложненной частицей большего количества растворителя. [19]
Известно, что рН среды оказывает сильное влияние на реакцию конденсации монокремниевой кислоты. Об этом свидетельствует резкое изменение времени застудневания золя кремниевой кислоты ( от нескольких секунд до многих суток) в зависимости от рН золя. При рН - 2 ( изоэлектрическая точка) золь оказывается более устойчивым, его вязкость при этом минимальна. [20]
В случае геля кремниевой кислоты физическое старение сопровождается химическим, что обусловлено наличием на поверхности частиц геля реакционноспособных гидро-ксильных групп. На скорость синерезиса и дальнейшего старения геля влияют те же факторы и в том же направлении, что и на скорость застудневания золя, а именно: рН среды, температура, присутствие в интермицеллярной воде растворимых в ней органических веществ и др.; они определяют изменения в пористой структуре силикагелей как на стадии застудневания золя, так и на стадии старения гидрогеля. [21]
В случае геля кремниевой кислоты физическое старение сопровождается химическим, что обусловлено наличием на поверхности частиц геля реакционноспособных гидро-ксильных групп. На скорость синерезиса и дальнейшего старения геля влияют те же факторы и в том же направлении, что и на скорость застудневания золя, а именно: рН среды, температура, присутствие в интермицеллярной воде растворимых в ней органических веществ и др.; они определяют изменения в пористой структуре силикагелей как на стадии застудневания золя, так и на стадии старения гидрогеля. [22]
 |
Образование геля в дисперсных системах с асимметричными частицами. [23] |
Повышение температуры понижает способность к гелеобразованию и может привести к разжижению существующих гелей. На процесс застудневания влияет концентрация примесных электролитов, рН растворов. Например, время застудневания золя Fe ( OH) 3 увеличивается в 100 раз при увеличении рН раствора на единицу. [24]
Мы должны были бы предположить, что во времени идет химический процесс, сводящийся к исчезновению ляофиль-ных групп молекул, из которых построены частицы. Однако это предположение, как мы видели, справедливо только для таких систем, как крахмал, вискоз. Если же предположить, что в процессе застудневания золя происходит изменение общей сольватации, то перед нами возникнут еще большие затруднения: мицеллы в процессе старения не распадаются, а, наоборот, связываются друг с другом, так, что общая сольватация может только увеличиться вследствие захвата усложненной частицей большего количества растворителя. [25]
Выбирают значения рН, при которых будет определена зависимост. Wi o - 10 - Vi и H2SO4 в том количестве, которое указано в табл. 2; тщательно перемешивают смесь стеклянной палочкой и включают секундомер. Для каждой порции отмечают по секундомеру время застудневания золя. За окончание процесса застудневания принимают такое состояние коллоидного раствора, когда он не вытекает из стакана поп наклонном его положении. [26]
В пять стаканов наливают по 10 мл раствора силиката натрия, а в другие пять стаканов - растворы серной кислоты различной концентрации, приготовленные, как в п.п. I и II. Каждую пару стаканов выдерживают - 10 мин на водяной бане соответственно при температурах 0, 10, 20, 30 и 40 С; измеряют температуру растворов. Сливают каждую пару растворов при интенсивном перемешивании и измеряют секундомером время застудневания золя. [27]
 |
Зависимость величины рН золей от степени нейтрализации. / - хлор. 2 - сульфат алюминия. [28] |
Применение сульфата алюминия сопряжено с некоторыми неудобствами. Так, в этом случае необходимо готовить и хранить в специальных емкостях раствор A12 ( S04) 3 строго определенной концентрации; тщательно поддерживать соотношение количеств жидкого стекла и сульфата алюминия при активировании, так как введение даже небольшого избытка последнего приводит к резкому снижению рН и быстрому застудневанию золя ( рис. 45, кривая 1); непрерывно перемешивать золь не только в период вызревания, но и во время хранения разбавленного золя во избежание выпадения в осадок взвеси алюмосиликатов. Кроме этого полученный золь склонен к образованию геле-образных отложений в емкостях, трубопроводах и арматуре. [29]
В результате действия грязевой кислоты растворяются глинистые фракции и частично кварцевый песок. Растворение алюмосиликатов и кварца приводит к образованию растворимых солей кремне - фтористоводородной кислоты, хлористых и фтористых солей металлов и кремневой кислоты. Однако кремневая кислота может превратиться в гель. Поэтому из пласта необходимо извлекать закачанный раствор, до того, как начнется застудневание золя кремневой кислоты. [30]
Страницы: 1 2 3