Файл: Сычев, М. М. Неорганические клеи.pdf

Самойлов ввел понятие о положительной и отрицательной гидратации. В зависимости от свойств ионы могут упорядочи­ вать и разупорядочивать структуру объемной воды. Следова­ тельно, до того момента, когда контакт между частицами еще не стал кристаллизационным (за счет выкристаллизовыванкя растворимого гидрата), свойства контакта могут как улуч­ шаться, так и ухудшаться за счет присутствия растворенных ионов. Это справедливо для случая «избытка» раствора и не очень больших концентраций электролитов в растворе.

В нашем случае следует обратить внимание на то, что жид­ кость в зоне контакта является насыщенным раствором хорошо растворимых солей. Известно, что концентрированные водные

тически нет: все они связаны с находящимися в растворе иона­ ми. Структура таких концентрированных растворов ближе к структуре расплавленных электролитов, чем к структуре воды. Следовательно, до того момента, когда прослойка раствора пол­ ностью не закристаллизовалась, в формировании контакта мо­ гут участвовать не только диполь-дипольные, но и ион-диполь- ные взаимодействия.

Свойство растворителя в приповерхностном слое резко ме­ няется при использовании в качестве связующего насыщенного раствора гидрата, так как структурированный приповерхностный слой воды имеет повышенную плотность и пониженную диэлек­ трическую проницаемость. Таким образом, в этом слое будет про­ исходить кристаллизация растворенного вещества. Причем по­ ляризация молекул воды под влиянием поля соприкасающихся поверхностей будет приводить к упорядочению структуры но­ вообразований, на что обратили внимание Ефремов и Розен­ таль, указывая на важную роль структурирования клеящей прослойки.

При термообработке такой смешанный жидкостно-раствор­

кул воды в структуру кристаллизующегося гидрата природа контакта меняется и, судя по работам Ефремова, Сычева и Розенталя [21, гл. I; 22], адгезионный контакт на разделе двух твердых фаз (кристаллогидрат — склеиваемая поверхность) бу­ дет иметь электростатическую природу. Однако нельзя не учи­ тывать, что такой контакт, в сущности, представляет эпитак­ сиальное сращивание разнородных кристаллов. Последнее го­ ворит о том, что в этом контакте существенную роль должны играть валентные силы.

Нельзя также исключать возможность образования между молекулами воды водородных связей, входящих в структуру кристаллогидрата (находящегося в поверхностном слое), и

150

выкристаллизовавшегося кристаллогидрата в значительной сте­ пени зависит от кристаллохимического соответствия кристалло­ гидрата и кристалла, из которых сложены склеиваемые поверх­ ности. Если имеется хорошее кристаллохимическое соответ­ ствие, то, вероятно, в образовании контакта на разделе двух твердых фаз будут преобладать валентные силы. Кроме того, свойства контакта окажутся связанными с поляризационными характеристиками кристаллогидрата и могут проявиться в силе образующихся водородных связей в зоне контакта.

Поляризационные характеристики будут сказываться осо­ бенно интенсивно в период сохранения жидкости в зоне кон­ такта. Следовательно, свойства клеевых швов или образцов, полученных тем или иным формованием без термообработки, в значительной степени определяются поляризационными ха­ рактеристиками растворенной соли. Несомненно, что на свой­ ства контакта окажут существенное влияние и поляризацион­ ные характеристики кристаллов склеиваемых поверхностей.

Свойства контакта будут определяться и физико-химиче­ скими свойствами поликристаллического сростка гидрата, обра­ зующегося в зоне контакта. Прочность таких сростков, видимо, должна быть тем выше, чем выше энергия кристаллической ре­ шетки, и, следовательно, также зависеть от поляризационных характеристик гидрата.

Суммарные физико-химические свойства контактной зоны определяются прочностью адгезионно-эпитаксиального контакта и физико-механическими свойствами поликристаллического сро­ стка в прослойке гидрата.

Если кристаллохимические характеристики в ряду исследуе­ мых солей близки, то прочностные свойства контакта и образца в целом будут зависеть для слоя одного и того же аниона от силы поля катиона. Это подтверждает эксперимент. Так, проч­ ность образцов на основе S i0 2 (молотый кварцевый песок, s = = 2600 см2/г, структура типа ZnS), затворенных насыщенными

Такая хорошая корреляция наблюдается в том случае, если тий решетки наполнителя и кристаллизующейся соли близки. Имен­ но это происходит, при затворении S i0 2 растворами сульфатов.

. стыо образца и силой поля катиона, хотя такая тенденция со­ храняется.

У хлоридов и нитратов в пределах исследуемых рядов имеются соли, относящиеся к разным структурным типам. Мак­ симальная прочность отмечена для нитратов солей, близких по характеру решетки к наполнителю (табл. 53). В целом же для

151

нитратов и хлоридов взаимное перемежающее влияние типа структуры и поляризационных характеристик соли значительно усложняет картину, и проследить четкие зависимости в этом случае не всегда удается.

Таким образом, если структуры соли и заполнителя близки, прочность изделия или клеевого шва определяется физико-ме­ ханическими свойствами поликристалличес'кого сростка в клее­ вой прослойке. Если же соответствия между солью и заполни­ телем нет, прочность определяется, главным образом, свой­ ствами адгезионно-эпитаксиального контакта.

Приведенный выше анализ позволяет выявить ряд важных положений, которые могут быть использованы при подборе свя­ зок в виде насыщенных растворов солей кристаллогидратов.

Автор надеется, что приведенные в книге обобщения ока­ жутся полезными для дальнейшего развития работ в области химии неорганических клеев, будут способствовать созданию новых клеев и совершенствованию технологии в различных об­ ластях техники.

152

п и и ь Л. К., В а й в а д е А. Я. ЖФХ, 1951, т. 27, № 2, с. 217—220. — 10. Х а й-

Клеи и соединения на их основе. Вып. 2, М., Изд. «Лесная промышленность», 1970, с. 121—125. — 27. Е в д о к и м о в Ю. М., М о с к в и т и н Н. И. В кн.: Рефераты докладов Научно-технической конференции. Секция «Химия». М.,

ния по фосфатам. Т. 1, Рига, «Зинатне», 1971,'с. 56. — 37. Англ. пат. 1012243,—

н а В. А„ С а д к о в В. И. В кн.: Тезисы докладов 3-го совещания по фосфатам.

153