Исследование механизмов модифицирующего действия СВВС. Свойства суспензий и формовочных смесей со структурой бентонита

3.1 исследование механизмов модифицирующего действия СВВС.

В соответствии с методикой 2.5 на установке “НАНОТОП-203” были исследованы структуры наиболее эффективных составов суспензий , модифицированных реагентами “Л” и ”Г”, а также исходной и контрольной. Две последние при этом принимались в качестве условного эталона при анализе структурных изменений в связующем вызванных комплексным действием полимерного модифицирования и соответствующими способами его интенсификации. Согласно с таким подходом визуализация и последующая компьютерная обработка базы данных атомно-силового электронного сканирования (АСЭС) поверхности образцов (рис. 3.1-3.4) позволили установить следующие.

 В сравнении с визуализированными данными топографии эталонных образцов (рис. 3.3,3.4) выглядит более равномерным и пологим. Соответствующие снимки поверхностей связующего, модифицированного 0.6% реагента “Л” и 0.4% реагента “Г” характеризуются равномерной дисперсностью частиц плоскостью сканирования, не выделяя крупных минеральных агрегатов. При этом границы отдельных (поз. 1) частиц имеет более плавные и сглаженные очертания.

Напротив, на поверхности исходного и Na₂CO₃ обработанного бентонита наблюдаются частицы мелкого, среднего и крупного размера. Причем крупные представляют в агрегатированую форму минерала (рис. 3.3, 3.4; поз. 2). Границы всех частиц выглядят более контрастно.

Более подробный анализ параметров дисперсности функции частиц минерала в рассматриваемых структурах подтвердил обозначенные визуальные открытия и показал, что применение полимер- модификатор способствует формированию более высокой (размеры частиц) и равномерной (К) дисперсности частиц бентонита (табл. 3.1) .

Параметров дисперсности частиц бентонита в структурах представленных на рис. 3.1-3.4.

Табл. 3.1

Причем эта закономерность характерна для всех случаев применения СВВС, полученных в равных режимах внешних активирующих воздействий (приложение).

Последующее сопоставление данных дисперсности бентонита в рассматриваемых структурах с соответствующими результатами испытания эксплуатационных свойств связующего и формовочной смеси (табл. 3.2) указывает на взаимосвязь сравниваемых параметров.

                     Табл. 3.2

Некоторые эксплуатационные свойства суспензий и  формовочных смесей со структурой бентонита соответствующей рис. 3.1-3.4

Безусловно повышение дисперсности частиц бентонита в связующей суспензии благоприятно влияет на структурную прочность и пластические свойства связующего, что в последствии находит отражение прочностных свойствах смеси.

  Однако, по сложившимся представлениям, данный параметр не является определяющим фактором связующей способности. Это подтверждают свойства связующего соответствующего образцам 1 и 2. Имея более высокие параметры дисперсности, суспензия, модифицированная реагентом «Г» обладает более низкой связующей способностью (Табл.3.1 и 3.2). Также при анализе данных о дисперсности и свойствах структур, модифицированных одинаковым реагентом при  гидромеханической и гидротермальной активации (приложение ) выявляется, что при сопоставимой степени дисперсности бентонита и равной доле модификатора соответствующие структуры связующего обладают существенно отличающейся структурной прочностью и характеризуются различной связующей способностью.

Всё вышеизложенное косвенно подтверждает проявление полимер-модифицирующих механизмов, образование которых зафиксировано на фазовых снимках (рис. 3.1, 3.2). В ходе их анализа было установлено, что видимые рельефа образцов 1,2 изменения вызваны действием СВВС-реагентов и обусловлены образованием полимерных соединительных слоёв предположительно адсорбирующихся на поверхности минерала (рис.5,6, поз. 3) и сглаживающих границы частиц. Соединительные слои изображены в виде неравномерного фона в тёмных тонах, сосредоточенного на границе частиц (рис.3.1, 3.2, поз.2). Такое выделение свидетельствует о кардинально отличающейся проницаемости сканирования данных участков в сравнении с проницаемостью минерала и их полимерную природу. Тем самым подтверждается наличие полимерных структур и  характер расположения их в модифицированных СВВС коагуляционно–дисперсных системах. Для структур, модифицированных реагентом «Л» и «Г» характерно общее равномерное распределение полимерной фазы (поз.2 ) на поверхности образца при наличии отдельных крупных полимерных включений (поз.3) На аналогичных фазовых снимках исходного и Na₂CO₃–модифицированного минерала (рис.1,2) встречаются лишь разрозненные инородные включения, (поз.2) имеющие высокую (в сравнении с минералом) сканирующую проницаемость. Она сопоставима с проницаемостью полимерных включений, но по условиям проведения эксперимента никак не связана с последним. 

Характер взаимодействия полимерной и минеральной фаз в представленных структурах выявлен с помощью методов ИК – электроскопии. Изучение возможностей образования дополнительных связей между поверхностью частиц бентонита и функциональными группами макромолекул ВРП показало, что после модифицирования энергетика структуры минерала претерпевает  определённые изменения(рис.3.1,3.2). В частности, изменяется интенсивность поглощения в характерных для Н-связей спектра точках и появляются электрические пики в ближайшей области поглощения.