Academic literature on the topic 'Алкоксид кремнію'

Казахстанский каолин характеризуется высокой химической, термической и механической стабильностью, и является экологически безопасным и дешевым отечественным глинистым минералом. Однако удельная поверхность природного каолина не превышает 17-20 м2/г и поэтому целесообразно его модифицировать с целью улучшения поверхностных и адсорбционных характеристик. Разработан способ получения высокопористого носителя на основе Казахстанского каолина. Каолин предварительно подвергают кислотной активации 10% фосфорной кислотой при 90-100 оС и дальнейшей термической модификацией при 500 оС с целью увеличения удельной поверхности. Для получения высокопористого каолина был использован метод Штобера, который основан на гидролизе алкоксидов кремния в водно-спиртовой среде. Образцы каолина, после кислотной модификации, обрабатывали олигосиликатом при соотношении весовых частей модифицированный каолин:органический полимер:тетраэтоксилан, равном 1:1:3 до получения однородной массы с последующей термоактивацией при 550 оС. В качестве органического полимера для реакции гидролиза тетраэтоксилана использовали полиэтиленгликоль в 4000 г/моль. Удельная поверхность модифицированного каолина увеличивается практически с 13,453 до 616,831 м2/г.Полученный композитный материал может быть использован: как платформа для получения нанокатализаторов в химической технологии, как высокопористый сорбент для концентрирования, извлечения и обезвреживания ионов токсичных и радиоактивных металлов из промышленных сточных вод, и как носитель для лекарственных веществ в фармацевтической отрасли.

В работе изучены способы формирования наночастиц диоксида кремния и диоксида титана золь-гель методом в молекулярной сетке полимера. Для этого проводили гидролиз тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана в ультразвуковом поле. Продукты выделяли, термически обрабатывали для удаления побочных продуктов и воды и изучали методами оптической микроскопии, ИК-спектроскопии, совмещенным дифференциально-термическим и термогравиметрическим анализом. В результате получены высокодисперсные, наноразмерные, гидрофобные с высокоразвитой удельной поверхностью частицы. Они содержат на поверхности остаточные алкокси- и гидроксильные группы. Размеры диоксида кремния составляют 10-50 нм, диоксида титана - 50-150 нм. На размер частиц и способность к агломерации существенное влияние оказывает способ смешения компонентов. Проведен гидролиз тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана в среде водной эмульсии полидиметилсилоксанового каучука с помощью ультразвукового диспергирования. Из полученных составов удалялась вода, их отверждали и изготавливали образцы для физико-механические испытаний. Прочность при растяжении для резин, наполненных диоксидом кремния, увеличивается с 0,7 до 3,0 МПа, относительное удлинение повышается со 100% до 140 %. Вулканизаты, наполненные диоксидом титана, имеют прочность при разрыве 0,4-2,7 МПа, относительное удлинение 100-160 %.Наилучшие результаты получены при проведении совместного гидролиза тетраэтоксисилана и тетрабутоксититана. Прочность при растяжении у данных образцов составляет 3,5 МПа, относительное удлинение 180 %. Предложенная методика одновременного золь-гель синтеза в ультразвуковом поле диоксида кремния и диоксида титана позволяет улучшать физико-механические показатели вулканизатов на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука. The methods of formation of silicon dioxide and titanium dioxide nanoparticles by sol-gel method in a polymer molecular grid are studied. For this purpose, hydrolysis of tetraethoxysilane and tetrabutoxytitane was carried out in an ultrasonic field. The products were isolated, thermally treated to remove by-products and water, and studied by optical microscopy, IR spectroscopy, combined differential thermal and thermogravimetric analysis. As a result, highly dispersed, nanoscale, hydrophobic particles with a highly developed specific surface area were obtained. They contain residual alkoxy and hydroxyl groups on the surface. The dimensions of silicon dioxide are 10-50 nm, titanium dioxide - 50-150 nm. The size of the particles and the ability to agglomerate are significantly influenced by the method of mixing the components. Hydrolysis of tetraethoxysilane and tetrabutoxytitane was carried out in an aqueous emulsion of polydimethylsiloxane rubber using ultrasonic dispersion. Water was removed from the obtained compositions, they were cured and samples were made for physico-mechanical tests. The tensile strength for rubbers filled with silicon dioxide increases from 0.7 to 3.0 MPa, the elongation increases from 100% to 140%. Vulcanizates filled with titanium dioxide have a tensile strength of 0.4-2.7 MPa, elongation of 100-160%. The best results were obtained during the joint hydrolysis. The tensile strength of these samples is 3.5 MPa, the elongation is 180%. The proposed method of simultaneous sol-gel synthesis in an ultrasonic field of silicon dioxide and titanium dioxide allows improving the physical and mechanical properties of vulcanizates based on low molecular weight polydimethylsiloxane rubber.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертацію присвячено розробці технології корундових композиційних матеріалів і виробів із них складної конфігурації для експлуатації в потоках іонізованого газу замість дорогих ГП аналогів, що використовуються в новій техніці. При проектуванні складів КМ на основі системи Аl₂O₃–SiO₂ використано можливості механохімічної активації процесів синтезу тугоплавких сполук при модифікації корундового наповнювача алкоксидом кремнію та при використанні золь-гель зв'язуючих, в тому числі з добавкою борної кислоти, для інтенсифікації мулітоутворення, покриття поверхні полікристалічного волокна алкоксидом кремнію для запобігання його кристалізації при нагріванні та ущільнення при пресуванні мас на основі електрокорунду та керамічного волокна за рахунок використання комплексного звязуючого парафін–золь із етилсилікату. Встановлено фізико-хімічні процеси при нагріванні модифікованих компонентів, їх сумішей із різними зв'язуючими, встановлено режими термообробки мас при використанні різних середовищ. Розроблено склади та технологічні пара-метри виготовлення КМ з використанням мулітокремнеземного та полікристалічного волокна для виготовлення виробів різного призначення з комплексом високих механічних властивостей. Розроблений композиційний матеріал одно-рідної структури для служби в потоках іонізованого газу характеризується межею міцності при стиску вище, ніж 900 МПа, тріщиностійкістю 12,0 МПа·м⁰ˈ⁵, електроопором 3·10¹¹ Ом, термостійкістю – більш, ніж 50 термозмін 1000 ⁰С–вода.
The dissertation on competition of a scientific degree of candidate of technical Sciences in specialty 05.17.11 – technology of refractory nonmetallic materials. – National technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The thesis is devoted to the development of technology for alumina composite materials and products of complex configuration for use in streams of ionized gas instead of expensive GP analogues used in the new technique. When designing the warehouses of CM based on the system Аl₂O₃–SiO₂ is used the possibilities of mechanochemical activation processes of synthesis of refractory compounds in the modification of corundum filler alkoxide silicon and when using the Sol-gel binder, in particular with the addition of boric acid to intensify multitorrent, coating a surface of a polycrystalline fiber alkoxide silicon to prevent its crystallization during heating and compaction during the pressing masses on the basis of electrocorundum and ceramic fibers through the use of complex binder paraffin–Sol with ethylsilicate. The physical and chemical processes during heating of modified components, their mixtures with different swatowski, the conditions of heat treatment of the masses using various media. The developed compositions and technological parameters of manufacturing a KM with multitransistor and polycrystalline fibre products for the manufacture of various purposes with a complex of high mechanical properties. Developed KM of SMD homogeneous structure for the flow of ionized gas is characterized by the limit of compressive strength of above 900 MPa, fracture toughness 12,0-12,8 MPa∙м⁰ˈ⁵, the resistivity of 3·10¹¹ Om, resistance – above 50 thermo-changes 1000 °C – water.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 – технология тугоплавких неметаллических материалов. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертация посвящена разработке технологии корундовых композиционных материалов и изделий из них сложной конфигурации для эксплуатации в потоках ионизированного газа, вместо дорогих ГП аналогов, которые используются в новой технике. При проектировании составов КМ на основе системы Аl₂O₃–SiO₂ использован золь-гель процесс, спекающие добавки и модифицирование наполнителя и волокон алкоксидом кремния. Установлены температура появления расплава в корундовой матрице, закономерности муллитообразования и спекания смесей электрокорунда с золь-гель связующим с добавкой В₂O₃. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава путем варьирования концентраций В₂O₃ в золе и плотности золь-гель связующего. Установлен механохимический синтез муллита в процессе измельчения электрокорунда с добавкой алкоксида кремния. Исследованы физико-химические и эксплуатационные свойства материала с муллитокремнеземистым и поликристаллическим корундовым волокном. Установлено, что благодаря присутствию наночастиц муллита и высокой однородности структуры с введенным поликристаллическим волокном обеспечивается повышение твердости и трещиностойкости материала СМД, что обеспечивает более высокую стойкость в потоках ионизованного газа, чем ГП материалов новой техники. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава. При обжиге электрокорунда модифицированного алкоксидом кремния с 1 % поликристаллического волокна, образуется однородная мелкокристаллическая структура из матрицы α-Аl₂O₃, армированной частицами и нитевидными кристаллами муллита и поликристаллическим волокном, которые равномерно распределяются между собой. При обжиге в азотной среде на поверхности материала образуется оксинитридная пленка, которая уплотняет поверхность изделия и улучшает стойкость его к износу в потоках ионизированных газов. Установлено, что разработанная технология с использованием модифицированного алкоксидом кремния поликристаллического волокна, обеспечивает замедление начала кристаллизации структуры волокна, а комплексное связующее ускоряет муллитизацию корундовой матрицы и интенсифицирует ее спекание, создается фрагментальная структура материала, обеспечивающая повышение его физико-механических свойств и трещиностойкости. Трещиностойкость составляет 12,0-12,7 МПа·м⁰ˈ⁵, диаграммы деформирования материала СМД подобны слоистым металокерамическим материалам. Разработанный КМ СМД имеет однородную структуру, характеризуется пределом прочности при сжатии выше 900 МПа, электросопротивлением 3·10¹¹ Ом, термостойкостью – выше 50 термосмен 1000 ⁰С – вода. Ключевые слова: композиционный материал, Аl₂O₃–SiO₂, электрокорунд, волокно муллитокремнеземистое, волокно поликристаллическое корундовое, механоактивация, алко-ксид кремния, золь-гель, синтез новообразований, муллит, SiC, оксинитрид кремния, функциональные свойства, стойкость в потоках ионизированного газа
Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The thesis is devoted to the development of technology for alumina composite materials and products of complex configuration for use in streams of ionized gas instead of expensive GP analogues used in the new technique. When designing the warehouses of CM based on the system Аl₂O₃–SiO₂ is used the possibilities of mechanochemical activation processes of synthesis of refractory compounds in the modification of corundum filler alkoxide silicon and when using the Sol-gel binder, in particular with the addition of boric acid to intensify multitorrent, coating a surface of a polycrystalline fiber alkoxide silicon to prevent its crystallization during heating and compaction during the pressing masses on the basis of electrocorundum and ceramic fibers through the use of complex binder paraffin–Sol with ethylsilicate. The physical and chemical processes during heating of modified components, their mixtures with different swatowski, the conditions of heat treatment of the masses using various media. The developed compositions and technological parameters of manufacturing a KM with multitransistor and polycrystalline fibre products for the manufacture of various purposes with a complex of high mechanical properties. Developed KM of SMD homogeneous structure for the flow of ionized gas is characterized by the limit of compressive strength of above 900 MPa, fracture toughness 12,0-12,8 MPa∙м⁰ˈ⁵, the resistivity of 3·10¹¹ Om, resistance – above 50 thermo-changes 1000 °C – water.