近些年來,以氧化鎂､氯化鎂為主要原料的菱鎂制品迅速地進入建材產品市場,取代或即將取代一部分傳統產品.其中菱鎂波紋瓦(統稱輕質瓦),以其光滑､色澤鮮艷､硬度大､耐彎曲､耐日曬､雨淋無污染､無氣味等特點,正在迅速地取代以不飽和聚酯和玻纖為原料的“玻璃綱瓦”;以及水泥､石棉為主原料的石棉水泥瓦.另外菱鎂道路磚取代水泥預制道路磚,菱鎂復合寶麗板以光滑､顏色鮮艷､不燃燒等特點取代木制寶麗板,這說明菱鎂產品有廣闊前景.菱鎂制品在生產過程中由于工藝配方､環境溫度等原因的影響會出現種種不良后果,影響產品的外觀及內在質量,本文擬從近幾年科研及生產實踐出發,談談表面活性劑在菱鎂產品的作用.
1 實驗部分
菱鎂產品的主要反應原料是:工業氧化鎂(MgO),氯化鎂(MgCl2),硅酸鎂MgSIO3.它們在濕的狀態下,按下列方程進行化學反應.AMgO+BMgCl2+CMgSIO3→HO-Mg-O-Mg-O-Mg-O……-Cl(-SiO3)反應后生成鏈狀無機高分子化合物.
參于反應的工業氧化鎂是細度為400目的固體,氯化鎂和硅酸鎂是飽和溶液.這樣反應是在一個兩相體系(液—固)中進行的,兩相間進行反應要求最大的反應接觸面:這便給表面活性劑帶來了充分發揮其作用的機會.我們給反應液中分別添加了以下幾種表面活性劑,反應結果､產品化泛白､水道以及返鹵等方面有明顯的變化.下面將不同表面活性劑加入后,反應情況表述如表1.
2 機理分析
我們做了數十批質量對照試驗,發現加入表面活性劑､十二烷基苯磺鈉､磷酸納及少量OP-10､OS—15以后,產品在返鹵､泛白､水道等方面發生了根本性的變化.那么其機理是什么呢?
(1)以汽泡增大反應物接觸面的機理.
粉狀不溶性氧化鎂,在氯化鎂水溶液中以包團形式存在,并不是所有氧化鎂以分子形態和氯化鎂水溶液接觸反應,包團內部氧化鎂不參予反應.所在這兩相反應中固相(氧化鎂)分散度愈大,和液相中的氯化鎂分子相遇機會愈多,反應機率愈大,反應進行愈徹底.表面活性劑的加入正是起了這樣的作用,在反應初期,表面活性劑加入后,在強烈攪拌作用下產生了大量汽泡,增大了固液兩相的接觸面,大量的氧化鎂､氯化鎂分子吸咐在氣泡表面發生反應.而氣泡數十倍,仍至成百倍增大的面積大大地分散了氧化鎂分子團:即增大了和氯化鎂接觸的分子數.
這樣,參于反應的氧化鎂,以最大量分子數和氯化鎂發生反應,所以反應進行得很徹底.余留的氧化鎂､氯化鎂等,由于在反應過程中有一個高溫過程,此時反應溫升到80℃左右,維持12小時左右,此間除反應需要的水分外,其余水分則從毛細孔蒸出去了.如果反應不徹底留有大量未反應的MgCl2分子,而此時MgCl2分子也隨之而出,在制品表面存積下來,形成鹽鹵,這便是產品表面出現返鹵要理.
表面活性劑的加入,氯氧化反應進行得很徹底,大大減少了未反應的氯化鎂分子,故返鹵現消失.泛白現象是產品表層中未反應的氧化鎂在制品干燥時,原先較大的包團發生粉化,以更細小的粉團型沿毛細孔逸出,在制品表面堆積而成的.表面活性劑加入后這樣由于反應進行得徹底,氧化鎂剩量變少,所以也克服了產物的泛白現象.而且由于反應徹底,產品強度也大大提高.
(2)表面活性劑的疏水作用.
部分表面活性劑能產生良好的疏水作用,它的加入,使多余的水分,以更細小的的形式蒸發出去,從而不至在產品表面產生較大的毛細孔,而小孔能制止鹽分和氧化鎂的逸出,從而也改善了泛白及返鹵現象.更明顯的是消滅了水道現象.
(3)分散顏料的作用.
有色制品中有時用一些無機顏料,如:氧化鐵紅,氧化鐵黃,有時也用有機料如鈦箐蘭､鈦青綠等等.由于顏料不溶于水,所以往往在水中不易分散,形成顏料包團,產品除泛白､返鹵等現象外,表面顏色的深淺很不均勻,這一塊深,那一塊淺,而且時時露白現象出現,大大降低了產品的表觀質量,有時甚至造成廢品.加入表面合性劑以后,由于其表面分散作用,顏料顆粒度變小,顏料能均勻地分散在反應介質之間,反應后則均勻地分布在聚合物之中,故而產品色澤均勻､鮮亮,而且由于分散度增大,表面結合增大,著色更為牢固.
通過幾年生產的實踐及試驗,及以上的理論分析說明,表面活性劑在菱鎂制品中,盡管不參與化學反應,但卻起著至關重要的作用.今后我們將更進一步進行探索,以便選出效果最好､價格最低的表面活性劑,從根本上解決產品的返鹵､泛白及顏色不均等問題.
參考文獻:
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