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水玻璃粘结剂老化的原因及危害添加时间:2019/10/09

    水玻璃砂溃散性差和回用困难是铸造界的“老大难”问题,其根源就是水玻璃粘结剂的粘结强度进一步下降,使生产问题更加严重,因此,分析老化的机理,阻缓或消除水玻璃的老化,充分发挥水玻璃的粘结效率,是人们长期以来追求的目标。


水玻璃粘结剂老化的原因
    刚制成的模数大于2的水玻璃在15分钟后,发现粘度不断下降,表面张力持续增高,凝胶化速度加快,并且粘结强度也不断下降,经实验发现水玻璃粘结剂内部已不断有胶粒生产。水玻璃中硅酸自发进行聚合反应并缓慢释放能量,粘结强度下降30%-35%。
    水玻璃老化的机理是聚硅酸的聚合度发生歧化,缩聚反应和解聚反应同时并举。环四硅酸和立方八硅酸的含量减少。而多聚硅酸和单正硅酸的含量相应的增高,聚硅酸分子链仅包围着很薄的溶剂化水膜,并不能完全阻止链间碰撞而发生缩聚反应,在碱性催化下,发生缩聚反应:
    在缩聚过程中,多余的钠离子被排斥出来,进攻另一聚硅酸的分子链,促使后者解聚。因此缩聚与解聚同时进行着,聚硅酸盐的相对分子质量发生了歧化,老化过程进行到后来成为聚硅酸胶粒和正规酸钠的平衡体系,这就是水玻璃的老化现象。
    硅酸聚合时,是先聚合成二硅酸、三硅酸和四硅酸等低聚物,再环化成环四硅酸等环状低聚物,然后缩聚成立方八硅酸,并借立方八硅酸分子的缩聚反应而生成胶粒。

老化现象对水玻璃砂性能的危害
    (1)粘结强度降低
    水玻璃老化使水玻璃砂混合料可使用时间缩短20-30%,粘结强度下降30-40%,迫使型砂配比中水玻璃加入量增加,导致星鲨的溃散性和旧砂回用性恶化。所以铸造生产中要尽可能使用新鲜水玻璃,对已经老化的水玻璃应通过改性后再使用。
    (2)限制了高模数水玻璃的应用
    高温下水玻璃找那个的Na2O和砂粒表面的SiO2会生成硅酸钠,牢牢的吧砂粒和砂粒固结在一起,所以溃散性差。提高模数,Na2O含量降低就可改善溃散性。但高模数水玻璃的老化比较严重,强度会更低。因此,高模数水玻璃的应用受到“老化”的制约。

 

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