新制成的水玻璃为真溶液,且无光散射现象,但是在贮存过程中,会逐渐出现光散射的丁泽尔现象,说明溶液中有胶体粒子不断生成。虽然模数和密度基本上保持不变,但是其黏度和黏结强度逐渐下降,表面张力持续增大,凝胶化速度加快。其原因是水玻璃中硅酸自发进行聚合反应,缓慢释放能量,这种现象被称作“水玻璃的老化”。一般从出厂到使用大致要损失30%~35%的黏结强度[11-12,15]。
近年来纳米技术及其发展为研究水玻璃的老化提供了良好的手段,揭开了水玻璃老化百年之谜[14]。水玻璃老化之谜百年未解的关键在于认识上的误区,尤其受分析测量技术的制约。从纳米技术的观点来看,粒子越小其表面存在的悬空键越多,吸附及化学反应能力越强。最初,在水玻璃中纳米小粒子多,其相应的黏结性能最强;随着贮存时间的延长,纳米小粒子减少,黏结力随之下降。刚生产出来的水玻璃中是无纳米粒子的,水玻璃的老化就是纳米粒子缩聚成高聚硅酸的团聚体,该团聚体是不能再水解的。溶液愈稀,粒子团聚愈快;在外界给予能量的情况下,团聚体被解散而重新产出纳米小粒子,使黏结强度再度恢复。
水玻璃的老化带来了许多问题,黏结强度降低、限制了高模数水玻璃的应用和缩短了水玻璃使用时间。随着现代科技的发展,传统材料的性能在某些方面已不能满足人们的需要。因此对传统材料的改性可以提高它的一些性能,从而满足其相关应用要求,拓宽应用范围。铸造方面多使用改性的水玻璃,工程实践中应尽可能地使用新鲜的水玻璃,或者对已老化的水玻璃通过改性后再进行使用。(www.xing528.com)
水玻璃的改性就是向老化的水玻璃体系中输入能量,或者向其中添加一种、数种其他化学物质,阻止或者减缓水玻璃的老化,恢复水玻璃原有的黏结强度。改性主要有物理改性和化学改性两种方法[11,15,21-23]。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。