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　　1.1 加熱硬化

　　水玻璃的加熱硬化系物理脫水硬化過程，水玻璃脫水后成為脫水硅酸凝膠。常溫下水玻璃溶膠中的水分蒸騰，水玻璃中的硅酸陰離子聚集成膜，Na+ 無規(guī)　地散布在涂膜中。水玻璃凝膠中存在較多的Si-OH鍵，遇水易溶，則固化物破壞。當(dāng)溫度升高時(shí)（80℃），水分子重排，并對相鄰硅醇基之間的縮合起催化作用。進(jìn)一步加熱至120~130℃以上，殘存的水分子促使硅醇基縮合，并且Si-OH鍵之間彼此脫水締合，構(gòu)成Si-O-Si 鍵，這是耐水性極好的三維結(jié)構(gòu)的固化體系。Na+ 和H+ 處于三維結(jié)構(gòu)膜的封閉狀況中，遇水不溶。固化溫度升至200℃以上，即可得到耐水性極好的固化系統(tǒng)，并且加熱硬化時(shí)靠外加的能量，使玻璃水溶液削減，濃度增大。這樣，既添加硅酸分子間的磕碰機(jī)會(huì)，有利于形成更多的膠粒，也使膠粒中包括的水溶液削減，因此膠粒細(xì)微導(dǎo)致終究系統(tǒng)硬化后強(qiáng)度較高。加熱條件下的水玻璃固化反響式如下：

　　Na2O·nSiO2+（2n+1）H2O → 2NaOH+nSi（OH）4

　　1.2 微波硬化

　　選用微波硬化水玻璃，具有強(qiáng)度高、硬化速度快、水玻璃加量少、殘留強(qiáng)度低等許多優(yōu)點(diǎn)。微波加熱是在交變的微波電場效果下，水分子間沖突發(fā)熱，使水玻璃脫水硬化而不受復(fù)雜因素影響，可以使各部位一起硬化而不會(huì)發(fā)作過熱現(xiàn)象，并大幅度進(jìn)步了水玻璃的黏結(jié)效率，在滿意運(yùn)用強(qiáng)度的前提下，使水玻璃的加量降低。微波加熱過程中，水玻璃吸收微波能后，硅酸分子和水分子一起高速振動(dòng)，溫度迅速上升，膠粒熱運(yùn)動(dòng)加劇，發(fā)作凝聚，使硅酸縮合，迅速形成膠粒嚴(yán)密細(xì)微、巨細(xì)均勻的玻璃狀硅酸鈉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。微波加熱功率越高，構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就越細(xì)密，然后黏結(jié)強(qiáng)度就會(huì)增大。在滿意黏結(jié)強(qiáng)度條件下，微波硬化水玻璃極大地降低了水玻璃的加量，然后也解決了水玻璃殘留強(qiáng)度高的難題。

　　1.3 CO2 氣體硬化

　　向水玻璃中吹入CO2 氣體后，鈉水玻璃能快速硬化。水玻璃在CO2 中的凝結(jié)固化首要經(jīng)過炭化和脫水結(jié)晶固結(jié)2 個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)。跟著炭化反響進(jìn)行，即在CO2氣體效果下，鈉水玻璃與CO2 反響，構(gòu)成硅酸凝膠，終究硅酸凝膠脫水。CO2是一種枯燥性很強(qiáng)的氣體，可以加速鈉水玻璃的枯燥過程，水分蒸騰和硅膠脫水成固體SiO2 而凝結(jié)硬化，發(fā)作物理的或玻璃質(zhì)的黏結(jié)，并且水玻璃硬化后的機(jī)械強(qiáng)度，首要來源于水玻璃的脫水。用CO2 硬化的鈉水玻璃的Na+ 構(gòu)成了水合碳酸鈉，較安穩(wěn)，但CO2 硬化時(shí)，硅酸的硅羥基與硅羥基間的結(jié)合可以自在進(jìn)行，缺少約束，并且膠粒中包括的水溶液較多，因此膠粒粗大，影響硬化后系統(tǒng)的終究強(qiáng)度。故對CO2 硬化法來說，可行的途徑是向水玻璃中引入能與水玻璃起效果，并能按捺膠粒長大，而對CO2 硬化無負(fù)面影響的物質(zhì)。詳細(xì)的做法是改動(dòng)水玻璃的分子結(jié)構(gòu)，引入能有效地按捺膠粒長大的極性基團(tuán)。

　　1.4 醇和酯的硬化

　　有機(jī)酯硬化劑對水玻璃的硬化可分為3 個(gè)階段：第一階段，有機(jī)酯在堿性水溶液中發(fā)作水解，生成有機(jī)酸或醇；第二階段，與水玻璃反響，使水玻璃模數(shù)升高，且整個(gè)反響過程為失水反響。當(dāng)水玻璃的黏度超越臨界值時(shí)，其便失掉流動(dòng)性而固化；第三階段，水玻璃進(jìn)一步失水硬化。以乙二醇二醋酸酯為例，反響構(gòu)成的醋酸鈉和乙二醇都有強(qiáng)烈的吸收結(jié)晶水或溶劑化水的傾向，使水玻璃膜因脫水而硬化。脫水包括水合硅酸凝膠的脫水與水玻璃反響的脫水，且酯硬化法可獲得細(xì)微的水玻璃凝膠膠粒。這是由于醋酸和聚硅酸外表硅羥基以氫鍵鍵合，即經(jīng)過氫鍵使醋酸捆綁在高聚硅酸鹽粒子上按捺膠粒長大，終究構(gòu)成的硬化系統(tǒng)強(qiáng)度較高。在水玻璃中參加多元醇（高達(dá)30% 左右），如丁醇、戊醇、己醇和氫化麥芽糖等，可以進(jìn)步水玻璃的黏結(jié)強(qiáng)度。首先是這些多元醇吸附在硅酸膠粒外表上，阻止后者增大。膠粒愈細(xì)，硅酸凝膠單位體積內(nèi)黏結(jié)點(diǎn)也愈多，強(qiáng)度進(jìn)步，但有機(jī)物的分化可能對水玻璃的后期強(qiáng)度有影響；其次這些多元醇具有很強(qiáng)的吸水性，可以使水玻璃在固化過程中快速脫水，硬化速度大大進(jìn)步，硬透性也進(jìn)步，并且有機(jī)醇分子的存在，必然影響硅酸凝膠的結(jié)構(gòu)。從結(jié)果來看，這種改動(dòng)顯然有利于水玻璃的黏結(jié)強(qiáng)度和其他性質(zhì)。

　　1.5 有機(jī)高分子的硬化

　　在水玻璃中參加少數(shù)的聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等水溶性高分子物質(zhì)，在水玻璃固化時(shí)，可在硅酸凝膠膠粒外表構(gòu)成高分子保護(hù)層，然后約束硅酸凝膠粒子長大。高分子改性劑靠靜電引力或氫鍵吸附在膠粒外表，改動(dòng)其外表位能和溶劑化能力，使水玻璃固化時(shí)獲得細(xì)微的凝膠膠粒，然后進(jìn)步水玻璃的黏結(jié)強(qiáng)度，但是高分子物質(zhì)的分化可能對水玻璃的后期強(qiáng)度有影響。用聚丙烯酰胺改性水玻璃時(shí)，一般是往水玻璃中參加聚丙烯酰胺粉末，然后在熱壓釜內(nèi)加熱，高溫下水玻璃的強(qiáng)堿性使聚丙烯酰胺發(fā)作水解反響，最多可有70% 酰氨基水解成羧酸基（高分子的立體位阻效應(yīng)），起改性效果的實(shí)際是丙烯酸與丙烯酰胺的共聚物

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