Поэтому максимальный эффект понижения твердости этих материалов с учетом преобладания в пенообразующей смеси стекла (98—99,5%)* (* В работе составы стекол, пенообразующих смесей и других композиций выражены в массовых (весовых) процентах, поэтому наименование их в тексте не указывается), очевидно, можно достичь, смачивая их растворами ПАВ в углеводородах, например вазелиновом масле, керосине и др.

При выборе ПАВ учитывалось влияние их на кристаллизацию дисперсных стекол, возможность снижения температуры спекания, а также требование сохранения сыпучести (отсутствие комкования) пенообразующей смеси для обеспечения нормальной работы оборудования, используемого в технологии производства пеностекла.

Влияние ПАВ при сухом способе диспергирования стекол.

Помол материалов производили в шаровой мельнице периодического действия с объемом камеры 66 л. Масса металлических мелющих тел — 50 кг, диспергируемого материала (стекла состава 6Н [3])—2,5 и 10 кг. Гранулометрический состав исходных проб стекла был постоянным, размер частиц 2—3 мм. Гранулят стекла получали путем слива стекла в воду с целью обеспечения постоянной твердости частиц стекла. В качестве газообразователей были выбраны углерод-содержащие вещества — антрацит и газовая сажа марки ДГ-100. При анализе влияния ПАВ на скорость диспергирования стекол учитывалось также положительное влияние добавок газообразователя [1, 7].

На рис. 3.1 показана зависимость S=f(т) для различных добавок, выполняющих роль газообразователей. Для сравнения приведены данные по измельчению чистого стекла (кривая 1). Как видно из рисунка, скорость диспергирования в начальный момент (до 3000 см2/г) не зависит от вида газообразователя. С увеличением удельной поверхности пенообразущей смеси наблюдается снижение скорости диспергирования, которое можно объяснить начинающимся агрегатированием частиц стекла, а также уменьшением удельной энергии помола.

Частицы газообразователя, равномерно распределяясь по поверхности стекла, по мере увеличения продолжительности помола препятствуют контакту частиц стекла между собой, повышая этим скорость диспергирования.

Сами же углеродсодержащие вещества обладают, очевидно, слабой силой сцепления с частицами стекла, в результате чего образующиеся из мелких частиц стекла и газообразователя агрегаты легко распадаются при помоле.

Сравнение кривых 3 и 4 (рис. 3. 1) показывает, что скорость диспергирования исследуемых смесей примерно одинаковая. Это явление можно объяснить тем, что малый размер частиц сажи (300—400 А) способствует значительному сокращению количества газообразователя, необходимого для отделения частиц стекла друг от друга, а также более полному «бронированию» частиц стекла и этим уменьшает вероятность контакта частиц с незащищенными поверхностями, что способствует некоторому повышению скорости диспергирования стекла с добавкой сажи (кривая 4), чем с добавкой антрацита (кривая 3).

Зависимость удельной поверхности пенообразующей смеси S от времени помола т и вводимых добавок газообразователей

Рис. 3.1. Зависимость удельной поверхности пенообразующей смеси S от времени помола т и вводимых добавок газообразователей: 1 — стекло (гранулят); 2 — стекло + 0,3% антрацита; 3 — стекло + 1,7% антрацита; 4 — стекло + 0,3% газовой сажи.

При введении в смесь 0,3% антрацита (кривая 2) скорость диспергирования лишь незначительно увеличивается по сравнению со скоростью диспергирования чистого стекла (кривая 1) и остается значительно меньшей, чем для смеси с равновеликой добавкой газовой сажи (кривая 4). Это подтверждает влияние величины частиц углеродсодержащего газообразователя на скорость диспергирования пенообразующей смеси.

Таким образом, в рассматриваемой дисперсной системе стекло — углерод частицы газообразователя выступают в роли пептизаторов, причем влияние их повышается с уменьшением размера элементарных частиц углерода. Поскольку явление пептизации повышает заряд частиц и ускоряет их диспергирование за счет сил электростатического отталкивания, то пенообразующая смесь должна обладать большей сыпучестью и соответственно пылением. Эти временные свойства ее нежелательны, поскольку обе составляющие являются вредными для здоровья человека, особенно в дисперсном состоянии.

Для уменьшения пыления пенообразующей смеси в процессе диспергирования и при ее транспортировке изучалось влияние воды на скорость диспергирования смесей стекло — углерод. При этом предполагалось, что на гидрофобном углероде адсорбция ПАВ из одной среды будет большей, что соответственно должно повысить эффект диспергирования как углерода, так и в связи с этим стекла.

Для сравнения скорости диспергирования различных смесей была определена продолжительность помола проб воздушно-сухого гранулята стекла с добавкой 1,7% антрацита до тонины, характеризуемой удельной поверхностью 4000, 6000 и 8000 смг/г, которая составила соответственно 35, 65 и 100 мин.

Зависимость удельной поверхности пенообразующей смеси от ее влажности

Навеска стекла для эксперимента равна 2,5 кг. Увлажнение проб производилось перед диспергированием до максимальной величины 0,6%. При большем увлажнении наблюдалось агрегатирование смеси, вызванное избытком воды. При влажности 1,5—2% и удельной поверхности около 1500 см2/г смесь «прибивалась» мелющими телами к внутренней поверхности барабана мельницы, и процесс диспергирования останавливался.

Результаты испытаний показали, что оптимальное количество воды, вызывающее максимальное ускорение диспергирования, связано с величиной достигаемой поверхности смеси (рис. 3. 2, кривая 4). Адсорбирующееся на поверхности стекла ПАВ (в данном случае вода) понижает его твердость при малых концентрациях (с = 0,3—0,5%), а при дальнейшем увеличении концентрации значение поверхностной твердости стекла стремится к минимальному пределу, т. е. ΔН стремится к наибольшему значению, соответствующему вполне насыщенному слою (рис. 3.2, кривые 1—3). Однако снижение разности полярности частиц, вызываемое переувлажнением дисперсной системы и способствующее агрегатированию частиц, подавляет эффект действия воды, что приводит не только к замедлению процесса диспергирования стекла, но и почти к полной его остановке.

Возможно Вас заинтересует:

СТРАНИЦЫ: