水玻璃化学改性剂的作用及应用

水玻璃的化学改性是向水玻璃中添加一种或数种其他物质,借以阻缓水玻璃的老化,减少因老化而损失的粘结强度。适宜用做水玻璃化学改性剂的化合物必须满足下述四项要求:①具有与硅羟基形成氢键的能力；②具有一定的表面活性；③在可溶范围内,活性随聚合度而增高；④分子折叠后可将每平方纳米内8～10个硅羟基覆盖住。

这些改性剂加入水玻璃中使硬化后的水玻璃胶粒细化或直接起增强作用,并有利于改善溃散性,因此改性剂在水玻璃粘结剂中能起以下作用:

1)屏蔽作用(阻缓老化):即在水玻璃固化时限制凝胶胶粒的长大。这可以通过在凝胶胶粒表面形成高分子保护层来实现。高分子改性剂靠氢键或静电引力吸附在胶粒表面改变其表面位能和溶剂化能力,使水玻璃固化时获得细小的凝胶胶粒,从而提高水玻璃的粘结强度。当然,这种起屏蔽作用的高分子最好其本身也能被CO₂气体硬化或引起胶凝,但改性剂无法用醋酸或有机酯,因为加入它们会使水玻璃胶凝。

2)粘结桥作用:即在水玻璃分子结构中引入改性剂以增加分子结构中的极性官能团密度和极性官能团活性。当改性水玻璃分子结构中含有高密度和高活性极性官能团时,吹入CO₂之后,能形成更多的粘结桥,获得高的粘结强度。(www.xing528.com)

3)改善出砂性:为使改性水玻璃在高温时有适当的高温强度和冷却后有低的残留强度,要求改性剂能在高温时与水玻璃中的氧化钠等形成较高熔点(或冷却时收缩量大、易产生裂纹)的化合物。同时要求具有这种作用的改性剂(改性助剂)在常温时也能促进水玻璃胶凝,有利于提高或至少不会削弱常温粘结强度。

因此,水玻璃的化学改性既能提高型砂的常温强度,又能降低其残留强度,使型砂具有好的综合性能。