Исследование механизма модифицирующего действия СВВС-модификаторов бентонитовых суспензий

Исследование механизма модифицирующего действия СВВС-модификаторов бентонитовых суспензий.

С точки зрения физико-химической механики коагуляционно-дисперсных структур глинистых суспензий, основные проблемы активации низкосортных формовочных бентонитов заключаются в необходимости создания дополнительных водородных или других, обладающих более высоким энергетическим потенциалом химических связей, соединяющих частицы минеральной дисперсной фазы  в обозначенных структурах связующего. Согласно этому, на основании требуемых физико-химических свойств и принимая во внимание известный [  ] опыт использования структурирующих флокцулирующих и коагулирующих реагентов для минеральных дисперсий и каллоидных растворов, с целью активации бентонита в связующей суспензии были использованы синтетические водорастворимые высокомолекулярные соединения «Лингопол» и «ГиПАН», позволившие на 18-23% повысить связующую способность исходной суспензии.

Ранее разработанные теоретические основы применения СВВС-модификаторов бентонита позволили заключить, что механизм их модифицирующего действия в образовании в дисперсной среде структуры суспензий дополнительных полимерных мостиков соединяющих дисперсные частицы бентонитового минерала за счет химического взаимодействия функциональных групп макромолекулы полимера ( СН, СООН, ОН COONH, COONH₂, C≡N и другие  ) с адсорбционной поверхностью и гидратными слоями прочносвязанной воды соседних частиц минерала. Таким образом модифицирующее действие ВРП проявляется в образовании дополнительных полимерных связующих структур в пространстве между частицами дисперсного наполнителя бентонитовых суспензий. Для проверки этой гипотезы в работе исследовалась структура исходной и модифицируемой реагентами ПАН и «Лингопол» суспензий с помощью методов атомно-силовой и электронно-сканирующей микроскопии. Исследования проводились на установке института «Механики и полимерных систем» АНРБ г. Гомеля. Полученные атомно-силовым, электронным сканированием топографические и фазовые снимки ( рис.  ) подтвердили образование гелеобразных полимерных структур обволакивающих поверхность частиц бентонита и заполняющих пространство между ними. На топографическом снимке структуры бентонита модифицированного СВВС-«лингопол» полимерная фаза изображена темным тоном. Участки черного цвета – пространство между частицами заполненное полимерной фазой. Более светлые тона в очертаниях дисперсных частиц – полимер адсорбционный поверхностью частицы. Светлый участок в центре снимка – поверхность минерала не покрытая полимером. Отсутствие на снимках (  ) четких границ между твердой минеральной и полимерной фазами свидетельствует об адсорбции полимера поверхностью частиц бентонита, природу которой позволяют выявить методы ИК – спектроскопии. Объемная топография позволила с помощью прикладных пакетов программ рассчитать активную поверхность минерала и определить степень его дисперсности, что при анализе табличных данных определенной степени, характеризует диспергирующее или агрегатирующее действие СВВС – модификаторов.

Рис.1

а) Топографический снимок.

б) Фазовый снимок.

в) Объемная топография.