3.4 Исследование механизма модифицирующего действия СВВС.
В соответствии с методикой п. 2.5 целью применения методов атомно-силового, электронного сканирования явилось выявление изменений характера образования структурных связей между компонентами коагуляционно-дисперсных систем связующего под действием СВВС – модификаторов и изучение структурообразующего действия полимеров. Сканирование поверхностей образцов и последующая обработка АСМ – данных позволили получить гамму топографических и фазовых снимков поверхностей и срезов исходного и модифицированных бентонитов отражающих структуру соответствующих суспензий.
Наиболее информативные и наглядные снимки представлены на рис.
Сравнительный анализ топографических снимков выявляет характер внешних изменений (дисперсность минерала, взаимоотношение и ориентация частиц, форма и контрастность границ частицы, размеры и характер расположения межпакетного пространства и т.д.) в структуре суспензии, вызванных применением СВВС – модификаторов. Так рельеф поверхностей рис. а образцов отражает существенное отличие видимой структуры модифицированных бентонитов в сравнении с исходным минералом. Более четкие границы частиц в структурах исходного минерала и широкий диапазон их дисперсности характеризуют агрегационные процессы в структуре и косвенно свидетельствуют о структурной неустойчивости и более слабом взаимодействии частиц минеральной фазы друг с другом. Энергия структуризации суспензии в данном случае компенсируется процессами агрегации частиц. Рельеф СВВС – модифицированных суспензий более сглаженный. Как правило сглаженные участки - это зона перехода от одной частицы (или агрегата) к другой. На поверхности «Лигнопол» - модифицированной суспензии. Эта зона настолько слажена, что конфигурация и размеры частиц едва прослеживаются. Этот факт следует связать с наличием соединительных слоев, принадлежащим одновременно соседним частицам.
Обработка результатов сканирования рельефа с помощью пакетов прикладных программ, в частности функция позволила произвести расчеты геометрических размеров элементов произвольных сечений объемных поверхностей, а также их площади объемной поверхности образца. Эти возможности были использованы для оценки изменения площади активной поверхности минерала в ходе механохимической и гидротермальной обработке суспензии. Критерием изменений площади активной поверхности был принят коэффициент Кз=Sоб./Sпр., где
Sоб. – площадь объемной поверхности.
Sпр. – площадь проекции Sоб. на горизонтальной плоскости.
Изменения дисперсности частиц минерала оценивались по показателям аg и аz характеризующим среднеарифметический и среднегеометрический размер частиц минерала.
Результаты расчета сведены в таблицу №
Очевидно, что представленные данные свидетельствуют о том, что под воздействием СВВС «Лигнопол» и ГиПАН формируются структуры с более равномерным дисперсным составом, что для данных структур характеризует реагрегатирующее действие ВРП. По тем же критериям следует заключить, что данные полимеры не оказывают заметного диспергирующего действия на минерал, что существенно отличает механизм их действия от известного для Na+ содержащих реагентов.
Фазовые снимки представляют изучаемые структуры в виде совокупности различных фазовых компонентов и тем самым позволили зафиксировать образование полимерных структур, их характер расположения в модифицированной системе, характер глино – полимерного взаимодействия и т.д.
На фазовых снимках соединительные слои изображены в виде неравномерного фона в темных тонах. Это свидетельствует о кардинально отличающейся сканирующей проницаемости данных слоев в сравнении с минералом, и характеризует их природу. Сканирование и обработка участков размером 0.5 мкм выделенных внутри ранее представленных (зона 1,2) позволили более подробно представить изучаемые структуры. Как видно на фазовых снимках поверхность частиц модифицированных суспензий покрыта полимерным слоем – 1. Полимер располагается на поверхности минерала равномерным слоем, что свидетельствует о высокой химической адсорбции СВВС к минералу.
Для данных составов такое распределение полимера подтверждает оптимальность выбранных составов и условий модифицирования бентонитовой суспензии. Структуры других составов (смотри приложение № ) не характеризуются такой равномерностью (имеют множество разбросанных полимерных образований и низкую степень полимерной покрытости минерала) и обладают более низкими показателями структурной прочности (см. п. 3.2, 3.3).
АСМ – данные для образцов прошедших гидромеханическую и гидротермальную обработку (прил. ) подтвердили деспергирование минерала под действием механических нагрузок. Так на основании полученных данных (табл. ) можно заключить, что степень гидромеханического измельчения минерала составляет приблизительно % в результате чего образуются структуры с дисперсностью наполнителя - мкм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
