Структурообразование в технических дисперсиях при локальном изменении лиофильно-лиофобного баланса поверхности глин функциональными добавками

Анализ современного состояния проблемы показывает, что основным препятствием для получения технических дисперсий со стабильными литьевыми свойствами, базовыми структурообразующими компонентами которых есть глинистые материалы, является неконтролированное изменение физико-химических свойств поверхности последних под действием ПАВ в процессе обогащения и переработки. Последнее приводит к неадекватному влиянию на процессы формирования адсорбционно-коагуляционной структуры и, как следствие, непрогнозированному изменению технологических свойств дисперсий.

Предложенные научные решения базируются на системной оценке физико-химических свойств глинистых компонентов дисперсий и их влиянию на процессы структурообразования и реологические свойства при локальном изменении энергетического состояния и лиофильно-лиофобного баланса поверхности наиболее активных структурообразующих ингредиентов в составе технических глинистых дисперсий.

Разработана методология направленного регулирования процессами структурообразования в технических полиминеральных дисперсиях на основе глинистых материалов путем локальной модификации поверхности последних кремнийсодержащими соединениями различной природы, в том числе и металлосилоксановыми соединениями, которые содержат в своем составе функциональные фрагменты синтезированные с применением нанотехнологий. Определены критерии оценки реакционной способности металлосилоксановых модификаторов, полученных методами полуалкоксидного золь-гель процесса. Осуществлена оценка влияния функциональных модификаторов на свойства поверхности и процессы структурообразования в глинистых дисперсиях.

Учитывая особенности взаимодействия между модификаторами с различными функциональными группами и гидроксилами поверхности каолинов и, как следствие, изменение свойств последних установлены количественные кореляционные зависимости между показателями, характеризующими лиофильно-лиофобный баланс, энергетическое состояние поверхности дисперсной составляющей и фильтрационными, структурно-механическими и реологическими характеристиками водных дисперсий на их основе.

Экспериментально доказано, что степень структурированности технических глинистых систем может быть гибко регулируемой от количества и вида адсорбента зафиксированного на поверхности основного структурообразующего компонента водных дисперсий для каолина.

С целью оптимизации технологии изготовления современных материалов различного функционального назначения теоретически обоснована общая схема протекания процессов структурообразования в технических системах, предварительно модифицированных глинистых материалов.