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铸造水玻璃时的性能改变介绍

编辑:青州市金华泡花碱厂时间:2021-04-15

     铸造水玻璃的贮存时间对酯硬化水玻璃自硬砂的初始强度影响不大,但对后期强度影响明显。经测试,高模量水玻璃的压缩比降低了60%左右,低模量水玻璃的压缩比降低了15~20%。随着贮存时间的增加,残余强度也逐渐降低。

  水玻璃在贮存过程中,聚硅酸的缩聚和解聚同时发生,分子量发生歧化。形成了正硅酸单体与胶体粒子的多分散体系。也就是说,在水玻璃的老化过程中,聚硅酸发生歧化聚合程度,并且随着贮存时间的延长,单正硅酸和高聚硅酸的含量增加。由于贮存过程中的缩聚和解聚,水玻璃的粘结强度降低,出现“老化”现象。

  影响铸造水玻璃老化的主要因素是贮存时间、模数和水玻璃浓度。贮存时间越长,模量越高,浓度越高,“老化”越严重。

  可采用多种方法对长期存在的水玻璃进行改性,以消除“老化”,恢复新鲜水玻璃的性能:

  1、化学改性

  化学改性是往水玻璃中加入少量化合物,这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团,通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面,改变其表面位能和溶剂化能力,提高聚硅酸稳定性,从而阻止“老化”进行。

  例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等,可取得较好的效果。

  往普通水玻璃甚至改性水玻璃中掺入有机物可以起到多种作用,如:改变水玻璃的粘流性质;改善水玻璃混和料的造型性能;提高粘结强度,使水玻璃的加入量减少;提高硅酸凝胶的可塑性;降低残留强度,使水玻璃砂更适用于铸铁和有色合金。

  2、物理—化学改性

  物理改性适宜于已“老化”的铸造水玻璃,改性后立即使用。化学改性适宜于处理新鲜水玻璃,改性后的水玻璃可较长时间的存放。物理改性与化学改性结合起来,能使水玻璃具有持久的改性效果,例如在高压釜中加聚丙烯酰胺来改性“老化”的水玻璃效果是比较好的,其中利用高压釜的压力和搅拌是属于物理改性,加聚丙烯酰胺是化学改性。

     3、物理改性

  水玻璃老化是缓慢释放能量的自发过程,用物理改性处理“老化”的水玻璃就是用磁场、超声波、高频或加热等办法,向水玻璃体系提供能量,促使高聚合的聚硅酸胶粒重新解聚,促使聚硅酸的分子量重新均匀化,从而消除了老化现象,这就是物理改性的机理。例如,用磁场处理后,水玻璃砂的强度提高了20~30%,减少水玻璃加入量30~40%,节约CO2,改善溃散性,有较好的经济效益。

  物理改性的缺点是不持久,处理后再贮放,粘结强度又会下降,故适用于铸造厂处理后尽快使用。尤其是M>2.6的水玻璃,硅酸分子浓度大,经过物理改性解聚后又会较快地缩聚,需要注意的是处理后及时的使用。

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