Технологии неорганических серных композиционных материалов

Для регулирования свойств материалов, получаемых из серных расплавов, применяют модифицирующие добавки, в качестве которых используют различные неорганические и органические соединения. Использование модифицирующих добавок является одним из наиболее распространенных способов управления способами изготовления серных строительных материалов.

В зависимости от функционального назначения модифицирующие добавки подразделяют на: пластифицирующие; стабилизирующие; газо- и воздухововлекающие; добавки, повышающие огнестойкость серных материалов; добавки, повышающие биостойкость серных строительных материалов и т.д.

В качестве пластифицирующих добавок наиболее часто используют: нафталин, парафин, дициклопентадиен, тиокол, резиновую крошку и др. По данным ряда исследователей эти добавки, кроме пластификации серобетонной смеси, способствуют удалению воздуха, повышают прочность, снижают хрупкость и предотвращают кристаллизацию серы при охлаждении. Улучшение свойств СКМ при введении пластификаторов объясняется следующим образом. В результате взаимодействия серы с добавками (или продуктами их распада) образуется некоторое количество «пластической» или «полимерной» (полисульфидной) серы, которая по сравнению с кристаллическими модификациями серы обладает более высокой деформативностью, прочностью на растяжение, большей адгезией к заполнителям и меньшими внутренними напряжениями при переходе из вязкожидкого состояния в твердое (на 60%). Количество полимерной серы можно регулировать температурой расплава, временем изотермической выдержки, видом и содержанием стабилизирующего агента. Получение полимерной серы 100%-ной чистоты с технологической точки зрения трудоемкий и энергоемкий процесс. Как показали исследования, для получения материала с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами достаточно иметь серу с 40 – 60%-ным содержанием полимерной модификации.

Образующаяся в результате приготовления серного материала полимерная модификация серы с течением времени при комнатной температуре реверсирует в кристаллические модификации, что приводит к снижению физико-механических и эксплуатационных свойств материалов. Для предотвращения этого процесса используют различные стабилизирующие добавки: красный фосфор, йод, их смесь, селен, полуторный сульфид мышьяка, дициклопентадиен, тиокол, гексахлорпараксилол и другие. Согласно существующему в настоящее время мнению большинства исследователей, роль стабилизаторов заключается в том, что они (или продукты их распада) взаимодействует с серой, присоединяясь к концам полимерной цепи, «насыщают» свободные валентности, обрывают процесс полимеризации и превращают материал в сшитый полимер. Это приводит к резкому снижению скорости деполимеризации.

Для получения теплоизоляционных серных материалов вводят различные газо- и воздухововлекающие добавки, которые представляют карбонаты в сочетании с неорганическими кислотами. Введение этих добавок позволяет существенно снизить среднюю плотность изготовляемого материала.

При изготовлении серосодержащих материалов в качестве наполнителей широко используются различные модификации кремнезема: песок (α-кварц) и богатый удельной поверхностью аморфный кремнезем (силикагель, аэросил). В настоящее время в литературе отсутствует информация о химическом взаимодействии компонентов в материалах на основе кремнеземсодержащих наполнителей.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Физико-химические свойства серы / Обзорная информация /.М.: НИИТЭХИМ, 1985. –35 с.
  2. Бусев А.И, Симонова Н. Аналитическая химия серы. – М.: Наука, 1975.–271 с.
  3. Реми Г. Курс неорганической химии. – М.: Издательство иностранной литературы, 1963. - Т.1. 
  4. Химическая технология неорганических веществ /Ахметов Т.Г., Бусыгин В.М., Гайсин Л.Г. и др.– М.Химия, 1998.– 448 с.368с.
  5. Реакции серы с органическими соединениями / Под ред. Воронкова. А.И. -Новосибирск: Наука, 1979. -
  6. Менковский М.А., Яворский В.Т. Технология серы. – М.: Химия, 1985. – 286 с.
Год: 2011
Город: Алматы
loading...