Химия онлайн
ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПРОЦЕСС

ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПРОЦЕСС (гелевая технология), технология получения материалов с определенными хим. и физико-механический св-вами, включающая получение золя и послед. перевод его в гель. З.-г. п. используют при произ-ве неорг. сорбентов, катализаторов и носителей катализаторов, синтетич. цеолитов, вяжущих неорг. в-в, керамики со спец. теплофиз., оптич., магн. и электрич. св-вами, стекла, стеклокерамики, волокон, керамич. ядерного топлива и др. На первой стадии З.-г. п. формируется хим. состав продукта (хим. форма в-ва и соотношение компонентов), к-рый получают в виде высокодисперсного коллоидного р-ра - золя. Размер частиц дисперсной фазы в стабильном золе 10-9-10-6 м. Увеличение концентрации дисперсной фазы приводит к появлению коагуляц. контактов между частицами и началу структурирования - гелеобразования (вторая стадия З.-г. п.). Коагуляц. структуры характеризуются низкой прочностью, определяемой ван-дер-ваальсовыми силами, при этом взаимод. частиц осуществляется через равновесную по толщине прослойку дисперсионной среды. Для т. наз. коагуляц. структур дальнего взаимод. сила взаимод. частиц составляет 10-11-10-10 Н/контакт, а расстояние между ними - 10-8-10-7 м. Такие структуры характеризуются полным самопроизвольным восстановлением после мех. разрушения (см. Тиксотропия). Дальнейшее повышение объемной концентрации и пов-сти дисперсной фазы приводит к постепенному исчезновению способности к тиксотропному восстановлению, а по мере снижения содержания дисперсионной среды теряются также эластичные и пластич. св-ва. При фиксации частиц в структуре, соответствующей ближней коагуляции, прочность коагуляц. контактов возрастает до 10-9-10-8 Н, а расстояние между частицами снижается до 10-9 м. На этой стадии могут возникнуть и атомные (точечные) контакты, характеризующиеся прочностью 10-8-10-6 Н/контакт. На практике чаще встречаются коагуляц. структуры обоих типов. Для повышения стабильности структур, регулирования реологич. св-в и управления процессами структурообразования воздействуют на прочность контактов путем модификации пов-сти частиц добавками ПАВ или путем создания в р-ре пространств. структуры высокомолекулярный орг. полимера (см. также Коагуляция, Структурообразование в дисперсных системах). Высококонц. дисперсные системы используют при произ-ве неорг. вяжущих в-в и разл. паст. Такие системы обладают высокой пластичностью и практически неогранич. седиментационной устойчивостью; структура получаемых гелей сохраняется даже при таких больших размерах частиц дисперсной фазы, как 10-4 м. Это св-во используется при получении разл. материалов, требующих введения в состав композиции более грубодисперсных частиц. Напр., при произ-ве огнеупоров в качестве связующих грубых порошков применяют гели из того же материала, при этом т-ра спекания снижается. Коагуляц. силы способны не только сохранять форму геля, что важно при формовании изделий, но вызывать постепенное уплотнение геля, сопровождающееся выделением дисперсной фазы из пор геля, уменьшением его объема, повышением плотности и прочности. Этот эффект используется при формировании структуры геля с определенными объемным содержанием дисперсионной среды и размером пор, что важно при произ-ве сорбентов, в т. ч. мол. сит, и катализаторов. При удалении дисперсионной среды (третья стадия процесса) появляются прочные фазовые контакты, при этом тиксотропные св-ва теряются и мех. разрушения структуры становятся необратимыми. При высушивании гель превращ. в твердое тонкопористое тело (ксерогель) с конденсационно-кристаллизац. структурой. В процессе сушки может происходить заметное уплотнение геля и изменение его структуры. Разработаны способы сушки, уменьшающие этот эффект и обеспечивающие получение материалов с высокой открытой пористостью. Благодаря высокой дисперсности ксерогелей (размер частиц 10-8-10-6 м) путем формования и спекания производят прочные, плотные изделия с определенной геом. формой из тугоплавких материалов, напр., из оксидов, карбидов и нитридов, причем т-ры спекания на 100-300 °С ниже, чем при использовании методов порошковой технологии (см. Порошковая металлургия). Для получения золей применяют диспергационные (см. Диспергирование) и конденсационные методы. Первые включают мех. способы, в к-рых преодоление межмолекулярный сил и накопление своб. поверхностной энергии в процессе диспергирования происходит при совершении внеш. мех. работы над системой. В лаб. и пром. условиях используют шаровые и вибромельницы. Более тонкое диспергирование осуществляют в дезинтеграторах. Используют также ультразвуковые и электродинамич. методы. Затраты работы на диспергирование в пром. масштабах м. б. значительно уменьшены путем абсорбц. понижения прочности диспергируемых тел. Для получения золей труднорастворимых оксидов часто применяют метод пептизации, при этом золи стабилизируются анионами, напр. Cl-, NO3- . Конденсац. методы получения золя - это физ. методы, основанные на конденсации пара, замене р-рителя или изменении растворимости с т-рой, и химические, основанные на конденсации новой фазы, возникающей при хим. р-ции. Для получения золя необходимо, чтобы одновременно возникло множество центров конденсации или зародышей новой фазы. При этом скорость образования зародышей должна намного превосходить скорость кристаллов. Разработаны методы, использующие экстракцию и ионный обмен, напр., при получении золей ядерного топлива из исходных р-ров соответствующих нитратов. Концентрирование полученных золей с послед. гелеобразованием осуществляют путем диализа, ультрафильтрации, электродиализа, упаривания при относительно низких т-рах или экстракцией разбавителями, напр., воды спиртами. Однако эти процессы медленны и не очень удобны для крупнотоннажного произ-ва. Большое развитие получили методы произ-ва гелевых или капиллярно-пористых материалов (силикагели, алюмогели и мн. др.), в к-рых получение золей и гелей осуществляют как единый процесс с использованием конденсац. хим. зарождения свободнодисперсных частиц с послед. структурированием в том же аппарате или объеме. Полученный гель отделяют от маточного р-ра, промывают и подвергают термич. обработке. Иногда перед термич. обработкой материалу придают нужную форму, напр., экструзией. Наиб. перспективны процессы, обеспечивающие получение гранулир. материалов в форме микросфер и осуществляемые для этого в капле р-ра. Один из вариантов З.-г. п. (метод внеш. гелеобразования) для получения гранулир. керамич. материала заключается в экстракц. удалении дисперсионной среды - воды из капли золя оксида металла, взвешенной или медленно движущейся в потоке орг. экстрагента (длинноцепочечный алифатич. спирт). После отверждения (гелеобразования) гель-сферы выводят из потока экстрагента, сушат и подвергают термич. обработке. Др. вариант метода внеш. гелеобразования - гель-поддерживающее осаждение - также включает массообмен на границе раздела двух фаз и отличается от описанного выше тем, что процессы получения золя и геля в объеме капли осуществляются без временного и пространственного их разделения. К р-ру соли металла (напр., нитрата Th) добавляют р-р полимера (напр., поливинилового спирта) и формамид в качестве модификатора пов-сти. Полученный р-р капельно диспергируется в ванну с р-ром NH3, где происходит образование частиц твердой фазы высокой дисперсности в объеме капли. Прочность частиц обеспечивается структурой, состоящей из переплетенных молекул поливинилового спирта. После отверждения гель-сферы промывают водой, сушат и прокаливают до требуемой плотности. Разработано неск. вариантов этого процесса для получения оксидов элементов III-VI и VIII групп с использованием разл. полимеров естеств. и искусств. происхождения, а также разл. ПАВ. Разработан метод внутр. гелеобразования, к-рый заключается в капельном диспергировании охлажденного метастабильного водного р-ра, содержащего гидролизующуюся соль и реагенты (мочевина и гексаметилентетрамин), в горячую (не выше 100°С) не смешивающуюся с водой дисперсионную среду. В объеме капель при их нагревании происходит гомог. гидролиз и образуются гель-сферы практически идеальной формы. После отделения гель-сфер от дисперсионной среды их промывают р-ром NH3, сушат и подвергают термич. обработке для получения микросфер с требуемыми характеристиками. Таким путем, напр., получают оксидное ядерное топливо для виброуплотненных твэлов. Если в исходный р-р ввести коллоидный углерод, то в результате термич. обработки в вакууме получают карбиды в форме микросфер, а при обработке в атмосфере N2 - нитриды с плотностью, близкой к теоретической. Лит.: Филиппов Е. А., Палков А. С., Кокорин И. И., "Радиохимия", 1980, т. 22, № 3, с. 305-15: Glasses and glass ceramics from gels. Proceeding of the international workshop. Padova. October 8-9, 1981, "Journal of non-Cristalline Solids", 1982. v. 48. № 1. I X. p. 1-230; Colomban Ph., "Industrial ceramic", 1985, № 3. p. 186-96. В. М. Макаров.

 

Полезные интернет ресурсы:

Health-News.ru Большая медицинская энциклопедия

Health-News.ru Лекарства Фармакологический справочник

Educationspb.ru рефераты справочная информация для учащихся учебники

Gendna.ru Генетика, методы генетики, медицинская генетика

Оptbazastroymat.ru Стройсловарь строительство ремонт полезные советы

YFermer.ru Фермерское хозяйство, сельское хозяйство

 

источник:  "Химическая энциклопедия", изд. "Советская энциклопедия", М., 1988


просмотров: 1790
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Alumabright Aluminum Cleaner Brightener 128 ounces (1 Gallon)

$18.99
End Date: Monday Sep-16-2019 5:53:14 PDT
Buy It Now for only: $18.99
|
Schaeffer's Citrol Multi Purpose Degreaser (16oz Can) #266

$4.43
End Date: Sunday Sep-8-2019 20:05:19 PDT
Buy It Now for only: $4.43
|
Steel Wool 12 pad, Super Fine Grade #0000 Rhodes American Final Finis

$37.55
End Date: Sunday Sep-1-2019 9:39:34 PDT
Buy It Now for only: $37.55
|
Nu-Calgon 4291-08 Nu-Brite Condenser Coil Cleaner, 1-Gallon

$7.59
End Date: Sunday Sep-8-2019 3:27:35 PDT
Buy It Now for only: $7.59
|
Electric Contact Cleaner Spray WD 40 Specialist Electric Equipment Cleaning

$42.95
End Date: Tuesday Sep-3-2019 10:45:08 PDT
Buy It Now for only: $42.95
|
Star Brite 81900 Fabric Waterproofing w/ PTEF 1 Gallon Tent Boat Top Cover

$4.95
End Date: Tuesday Sep-24-2019 6:49:04 PDT
Buy It Now for only: $4.95
|
12 Pcs PADS STEEL WOOL Super Fine Grade0000 Metal Window Cleaner Woodwork Finish

$7.99
End Date: Tuesday Sep-3-2019 12:00:20 PDT
Buy It Now for only: $7.99
|
Electronic Contact Cleaner Spray Best Quick Drying Specialist Fix 11 Oz.

$7.46
End Date: Sunday Aug-25-2019 19:44:29 PDT
Buy It Now for only: $7.46
|
Search Results from AllSoft: новости

Сан-Франциско ждет! Вы — Маркус, блестящий хакер, объединяетесь с DedSec, чтобы противостоять ctOS 2.0, системе глобального контроля. Сокрушите ее, это будет взлом века!
Первым покупателям — скидка 250 рублей! Успей купить первым! 


подробнее»
181528

PrintStore Pro — программа для учета расходных материалов и оборудования. Просчитывает запас каждого картриджа в каждом принтере и помогает сформировать заказ на следующий период. Поддерживает учет перезаправок. Учитывает при всех операциях совместимость принтеров и картриджей. Хранит историю всех действий с картриджами и принтерами, позволяет создавать множество отчетов.


подробнее»
123795

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
139103

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
141754

Retouch Pilot — программа для удаления изъянов с фотографий, таких как царапины, мелкие пятна и другие мелкие дефекты, существующие на фото или полученные при сканировании. Вы можете удалять целые объекты, попавшие случайно в кадр, а также инструментом пластика изменять форму и пропорции. Программа позволяет ретушировать изъяны кожи - пятнышки, морщинки и др..


подробнее»
26516

R-Studio — эффективное программное обеспечение, позволяющее восстанавливать данные с жестких дисков, CD, DVD, дискет, USB дисков, ZIP дисков и устройств флеш-памяти.


подробнее»
88115

Сборка электронных каталогов автозапчастей включает в себя грузовые автомобили Европы и Китая. В сборку включена программа Tecdoc, позволяющая подобрать не оригинальные запчасти.


подробнее»
183206

Sound Pilot озвучивает клавиатуру. Каждое прикосновение к клавиатуре рождает звук, который разнообразит процесс набора текста, развлекает и снижает утомляемость.


подробнее»
78205
Search Results from «Озон» Химия
2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования