Химия \ Химия

Роль пероксидных производных в окислительном гидролизе алкоксидов кремния, алюминия и титана

Страницы работы

6 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

РОЛЬ ПЕРОКСИДНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ В ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ГИДРОЛИЗЕ АЛКОКСИДОВ КРЕМНИЯ, АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА

Н. В. Яблокова

УДК 546.287+621.74(3+4)

Рассмотрены физико-химические процессы начальной стадии формирования оксидных покрытий, полученных окислительным гидролизом алкоксидов кремния, алюминия и титана в присутствии добавок пероксида водорода и гидропероксида трет-бутила. На основании вискозиметрических и кинетических исследований показано, что пероксид водорода и гидропероксид трет-бутила вступают в реакцию солъволиза с алкоксидами кремния, алюминия и титана, образуя элементоорганические пероксипроизводные. Последние при низких температурах способствуют реакции олигомеризации алкоксипроиз-водных, а при температурах выше 100'С — сшиванию олигомеров.

Некоторые оксидные покрытия благодаря сочетанию ценных свойств (термостойкость, прочность, устойчивость к окислению, высокие диэлектрические характеристики, прекрасный внешний вид) находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Известно, что керамические оксидные покрытия получают, как правило, при температурах выше 1000°С. Однако в последнее время все большее значение приобретают низкотемпературные методы. Распространение в технике получила золь-гельная технология нанесения керамических оксидных покрытий, когда в качестве исходных веществ используют растворимые в воде или спирте алкоксиды или соли металлов [1,2]. Их подвергают гидролизу или разложению, а затем проводят цикл операций, приводящих к образованию золя и геля. Последние могут быть использованы для получения низкотемпературного оксидного покрытия.

Целью работы является исследование механизма влияния пероксидных окислителей на процесс гидролиза ал"коксидов кремния, алюминия и титана.

В качестве объектов исследования были выбраны тетраизопропилоксисилан (*-РгО)481, триизо-пропилоксиалюминий (*-РгО)зА1 и тетра-к-бутоксититан (га-ВиО)4Т1. Композиции в изо-пропиловом спирте включали вышеуказанные алкоголяты в различных соотношениях, воду (0.2 моль/л), катализатор — НС1 (2 • 10~³моль/л), а также окислители — пероксид водорода (0.05 моль/л) и гидропероксид трет-бутила (0.5 моль/л).

Состав композиций в изопропанолв (Сн₂О 0-2, СнС1 2-Ю"³ моль/л)

	С(/-РгО)₄81		С(\|-РгО)дАЬ		С(л-ВиО)₄Т1.
образца	моль/л		моль/л		моль/л
		Сн₂О2 °'⁰⁶		моль/л
1	0.5		-		-
2	-		0.5		-
3	-		-		0.5
4	0.25		-		0.25
5	-		0.25		0.25
6	0.19		0.16		0.15
		*С-ВиООН 0.5**		моль/л
7	0.5		-
8	-		0.5
9	-		-		0.5
10	0.25		-		0.25
11	-		0.25		0.25
12	0.19		0.16		0.15

Вискозиметрическим методом изучен процесс отверждения композиций, состав которых представлен в таблице. На рис. 1, а, б показано изменение относительной вязкости во времени образцов № 1—6. Для сравнения на этом же рисунке приведены кривые, полученные для образцов без добавок окислителя (пероксида водорода). Как видно, повышение вязкости образцов, связанное с протеканием реакций

Научно-исследовательский институт химии Нижегородского государственного университета

имени Н. И. Лобачевского

Поступило в Редакцию 22 июня 1994 г.

2006

лероксидных производных в окислительном гидролизе алкоксидов кремния, алюминия и титана

2007

гидролиза в поликонденсации, в присутствии НзОх вдет быстрее. Во всех опытах суммарная концентрация алкоксидов в растворе составляла 0.5 моль/л.

0 12 3 4

Время, ч

Рис. 1. а - изменение относительной вязкости во времени композиции Ли 1-6 (см. таблицу). Кривые 1', 2? и в¹ сняты в отсутствие Н2О2 для композиций № 1, 2 и 6 соответственно, б - изменение относительной вязкости во времени композиции № в. Кривая в снята в присутствии 0.05 моль/л Н2О2, кривая & - в отсутствие окислителя. Растворитель -изопропанол, 293 К.