50. Розчинне скло – зв’язуюча речовина для отримання композиційних матеріалів.

Растворимое стекло представляет собой смеси различных щелочных силикатов переменного состава, колеблющегося в довольно широких границах с самым разным сочетанием кремнезема и щелочных оксидов, определяющих главнейшие свойства этих смесей.

Состав растворимого стекла удобнее выражать общей формулой где под подразумевается , а коэффициент m означает неопределенное число молекул , приходящееся на

1 моль щелочных оксидов.

По многим своим свойствам растворимое стекло может быть отнесено к настоящим стеклам, от которых оно отличается более повышенной растворимостью в воде и способностью образовывать коллоидные растворы переменного состава. Эти растворы также состоят в основном из щелочных силикатов и коллоидно растворенного кремнезема.

Природа жидких стекол двойственна. С одной стороны, они ведут себя как растворы электролитов ( сжимаемость, электропроводность), с другой - как растворы полимеров ( вязкость ). В отличие от полимеров жидкие стекла содержат не полимерные молекулы, а мономерные катионы щелочного металла и полимерные кремнекислородные анионы, степень полимеризации которых невелика по сравнению с органическими полимерами.

Применение растворимого стекла в качестве клеев и связующих зависит от присутствия полисиликат-ионов, и, как правило, для этих целей пригодны силикаты, у которых отношения SiO2:R2O меняются в интервале 2,5-3,8. С целью получения максимальной адгезионной прочности используются силикаты с наиболее низкими отношениями в этом интервале, поскольку подобные силикаты можно получить с более высоким содержанием твердых веществ. Для большей водостойкости связующих необходимо использовать силикаты с более высоким отношением SiO2:R2O

Жидкое стекло, как в смеси с наполнителем, так и без него, способно затвердевать без ускорителя. Однако этот процесс происходит чрезвычайно медленно из-за образования на поверхности непроницаемой пленки.

Существует несколько теорий твердения щелочно-силикатных масс. Среди них необходимо отметить гипотезы твердения в результате взаимодействия силиката натрия с СО2 воздуха:

Na2SiO2+2H2O+CO2=Na2CO3+Si(OH)4

за счет образования полисиликатов натрия при взаимодействии жидкого стекла с наполнителем; в результате гидролиза силиката натрия (выделяющийся гель цементирует отдельные частички наполнителя):

Na2O+ mSiO2+nH2O=2NaOH+mSiO2*(n-1)H2O

Наиболее часто встречающийся способ перевода жидкого стекла в твердое состояние - это отверждение его реагентами. Способ отличается большим разнообразием, что позволяет удовлетворить самые различные требования по кинетике процесса - от практически мгновенного осаждения до весьма малой скорости, растягивающей процесс на сутки и более.

51. Руйнування покриттів при нагріванні.

Термическое старение. Этот вид разрушения свойственен всем покрытиям, работающим при повышенных температурах.

При термическом воздействии на полимерную пленку независимо от того, исходит это воздействие от подложки или с внешней стороны, возможно протекание необратимых и обратимых процессов. Обратимый термический процесс изменения свойств (механических, электрических и др.) характеризует теплостойкость. В случае кристалличе­ских полимеров мерой теплостойкости может служить температура плавления Тпл.

Необратимые химические изменения, обусловленные разрывом мо­лекулярных связей пленкообразующего вещества, отражают термостой­кость покрытия. Определяющее влияние на термостойкость оказывает энергия химических связей в полимере, из которых образовано покры­тие.

Разрушение покрытий замедляется при наличии пигментов, обла­дающих отражательными свойствами или выполняющих функции термостабилизаторов, напротив, оно ускоряется, когда пигменты служат катализаторами или инициаторами химических процессов. Особенно благоприятно влияют на термостойкость самых разнообразных покрытий пигменты с чешуйчатой формой частиц.

На термостойкость покрытий влияет природа подложки, однако это влияние носит избирательный характер: в зависимости от мате­риала покрытия разложение может ускоряться, замедляться или сох­ранять скорость разложения свободной пленки. Внешними факторами термической деструкции являются температура, характер среды, продолжительность теплового воздействия. Наиболее термостойкими являются покрытия из кремнийорганических, фторопластовых, полиамидаых материалов, а также полибутилтитанатов.

Разрушение покрытий при горении. При воздействии открытого огня органические покрытия способны воспламеняться и гореть. Горю­честь связана с содержанием горючих компонентов в пленке. Особенно легко воспламеняются и горят непигментированные нитроцеллюлозные покрытия. При наполнении горючесть уменьшается, однако самозатухания, как правило, не происходит.

Огнестойкие (негорючие) покрытия и покрытия с пониженной горючестью ( не способные поддерживать горение) получают сле­дующими путями:

1. применением красок, не содержащих органических, компонен­тов (силикатные, известковые, цементные);

2. использованием галоген-, фосфор- и кремнийсодержащих пленкообразователей;

3. введение в состав красок веществ, задерживающих горение - антипиренов.

Особый вид покрытий представляют огнезащитные покрытия. В результате вспучивания, т.е. образования пористого теплоизолирующего слоя при разложении, они создают тепловой барьер на пути к подложке.