Abstract
The aim of this work was to search the colloidal systems characterized by maximal effects of water interaction with a solid surface and micro-coagulation, as well development of control methods of thixotropic properties, by addition of solid and liquid hydrophobic compounds into the colloidal systems. Water state and its thermodynamic characteristics, namely the values of free interfacial energy for concentrated colloidal systems based on hydrated blends of hydrophobic compounds (polymethylsiloxane, PMS and methylated nanosilica AM1) and hydrophilic nanosilica A-300, were studied using low-temperature 1 H NMR spectroscopy and electron microscopy. It was established that the free interfacial energy of water, determining the thixotropic properties of the concentrated suspensions under condition of great hydration, is firstly affected by the structure of inter-particulate space, especially by the nanocoagulation effects and influence of a surface on the formation of the hydrogen bonds network in the adsorption layer. For the blend with A-300 and AM1 (1:1 w/w), the free surface energy of interaction with water is nearly ten times greater than that for the initial silicas alone. However, the micro-coagulation effects are poorly visible in microscopic images because these oxides are composed of similar nanoparticles. Similar effects of enhancement of the free surface energy are observed for a blend with A-300 and PMS. For this blend, the micro-coagulation effect is observed in microscopic images. It is maximal for the blend prepared without strong mechanical loading. PMS has a twice greater surface area than that of A-300. Therefore, water filling voids in PMS aggregates forms clusters of smaller sizes than that bound in A-300. However, hydrophilicity or hydrophobicity is not a predominant factor determining the free surface energy of bound water. If strongly hydrated treated powders of PMS (or AM1) and A-300 are placed into a hydrophobic medium with weakly polar CDCl 3 that this solvent could diffuse into hydrophobic component and displace water from narrow interparticle voids toward larger ones. However, this effect is much weaker for a hydrophilic component with A-300. These effects appear in a strong dependence of the γ S value on the type of the dispersion medium for PMS and a weak dependence for A-300. The stronger the decreasing effects of a hydrophobic liquid onto the γ S value, the stronger is diminution of the thixotropic properties on the composites. The blends of hydrophobic and hydrophilic powders with the bulk density < 0.2 g/cm 3 are most perspective thixotropic compositions since they demonstrate the maximal values of γ S and a strong microcoagulation effect.
Highlights
К тиксотропным относятся материалы, способные обратимо изменять фазовое состояние в зависимости от времени и механических нагрузок
Для смесей 1/1 кремнеземов А-300 и АМ1 межфазная энергия взаимодействия с водой оказалась почти в 10 раз выше, чем для исходных кремнеземов, однако визуально эффект микрокоагуляции проявляется плохо ввиду близкой формы частиц используемых оксидов
Уже первые опыты с концентрированными водными суспензиями пирогенного кремнезема показали, что первоначально жидкая суспензия со временем затвердевает, но может быть снова разжижена путем использования прилагаемых к гелю механических нагрузок [16]
Summary
При этом образуется метилсиликонат натрия (или калия), который после добавления необходимого для нейтрализации щелочи количества кислоты (HCl или H2SO4) превращается в гель метилкремниевой кислоты. При этом после 10 мин перетирания насыпная плотность композита увеличивалась до. При этом для определения геометрических размеров ограниченных твердой поверхностью наноразмерных агрегатов жидкости может быть использовано уравнение Гиббса–Томсона [25, 26], связывающее радиус сферических или цилиндрических пор (R) с величиной депрессии температуры замерзания: Tm. где Tm(R) – температура плавления льда, локализованного в порах радиуса R, Tm, –. При Т = 273 K замерзает вода, свойства которой не отличаются от объемных, а по мере понижения температуры (без учета эффекта переохлаждения) замерзают слои воды, все ближе расположенные к поверхности, причем для межфазной воды справедливо соотношение: Gice = 0.036(273.15 Т),. Использование дейтеропрепаратов проводилось с целью избежать присутствия в спектрах посторонних интенсивных сигналов
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
