水玻璃改性综述

本文认为Na2O离子作用是造成水玻璃砂残留强度高的根源,所以,如何减少钠的存在,是摆脱它的矿化作用,降低残留强度的关键。文中还论述了影响水玻璃砂溃散性的各种因素以及改善溃散性的办法。     

水玻璃的化学改性

阐述了水玻璃改性剂的各种作用机理:阻缓老化、细化凝胶基本颗粒、扩大粘结颈截面积、改变胶粒配位数及胶粒表面憎永化以减轻失永收缩等。提出了筛选改性剂的五项原则,基于上述原则,作者成功地研制了一种复合改性剂,它的使用效果证明了上述理论的可靠性。     

水玻璃砂改性的新途径—一采用改性高模数水玻璃

提出在普通高模数钠基水玻璃中加入稳定剂,提高其稳定性,以代替通常使用的低模数水玻璃做型(芯)砂粘结剂,是改善水玻璃砂性能的新途径.通过对各种淀粉稳定效果的比较,提出以小麦粉(面粉厂落地粉)为稳定剂最好.用小麦粉改性的高模数水玻璃及其型(芯)砂混合料的存放稳定性明显提高,型(芯)砂硬化后的强度和表面安定性好,溃散性得到显著改善.     

水玻璃磁化改性对水玻璃砂性能的影响

水玻璃磁化改性对水玻璃砂性能的影响研究结果表明，磁化改性水玻璃砂可延长可使用时间２５％左右。由于提高了水玻璃粘结强度，使水玻璃加入量降到２．５％左右，并改善了水玻璃砂溃散性。指出磁化改性效果会在２４小时后消失。发现水玻璃输导管材料对磁化改性效果有影响。     

改性水玻璃的增强机理

作者将水玻璃的改性作用归结为消除和阻缓水玻璃的老化,调节聚硅酸溶剂化层的表面张力和粘度,以及使硅酸凝胶基本颗粒细化等.并从粘结桥的形态学来探讨改性水玻璃增强机理,还扼要介绍了化学改性剂的选择原则.     

改性水玻璃的红外光谱分析

用改性树脂对水玻璃进行改性,为了解改性后水玻璃的分子结构会产生什么变化,硬化前、后普通和改性水玻璃有什么区别,从而对改性水玻璃的改性机理和硬化机理进行研究,对硬化前、后的普通水玻璃和改性水玻璃进行红外光谱(IR)分析.红外光谱分析表明:改性水玻璃的分子结构中都或多或少地含有改性树脂的极性基团.改性树脂的加入使红外吸收光谱中氢键的吸收峰增强,证实改性树脂中的极性化合物借氢键吸附在水玻璃凝胶胶粒的表面,形成高分子保护层.限制凝胶胶粒的长大,从而获得细小的水玻璃凝胶肢粒,达到提高粘结强度的目的.红外光谱分析还证实:无论是改性水玻璃,还是普通水玻璃,吹CO2硬化时的硬化机理均包括物理脱水和化学反应两部分.     

改性水玻璃砂性能研究

本文对水玻璃改性进行了研究,确定了改性方法及制备工艺,并对改性后的水玻璃砂进行了系统的性能试验,同时,对助粘结剂做了一些探讨。试验表明,改性后的水玻璃砂性能提高,溃散效果显著。     

水玻璃改性对水玻璃砂再生循环使用性能的影响

水玻璃改性技术在提高水玻璃砂强度,改善其溃散性的同时,也对水玻璃旧砂经干法再生后循环使用的砂性能产生了影响。试验测试了水玻璃旧砂受热温度对其溃散性的影响,比较了普通水玻璃和改性水玻璃在水玻璃旧砂溃散性上的区别,测试研究了多次循环使用后水玻璃再生砂残留强度的变化,分析了所用改性水玻璃粘结剂对水玻璃旧砂再生回用后的性能产生影响的原因和机制。结果表明,水玻璃改性有利于水玻璃砂的再生循环使用。     

水玻璃的超声改性及水玻璃砂性能的改善

用超声波振动的方法(以下简称超声)对水玻璃进行改性,能明显地消除水玻璃老化现象,可提高水玻璃砂强度30%以上。但超声改性效果并不持久,在贮放中又重新老化。超声改性对高模数水玻璃效果明显,对低模数水玻璃欠佳,对新鲜水玻璃无效。认为通过超声振动供给能量,可使聚硅酸聚合度重新均匀化,因而消除了老化现象     

新型复合改性水玻璃的研制

作者采用无机物-有机物组合这一新思路,对水玻璃进行复合改性处理,研制了TN_2、TN_5两种新型改性水玻璃。文中分别探讨了改性剂磷酸盐、有机物T对水玻璃性能的影响,考察了新型改性水玻璃的性能,并进行了少量浇注试验。结果表明:TN_2、TN_5改性水玻璃砂的吹气(CO_2)强度高于普通水玻璃砂;溃散性明显优于普通水玻璃砂;与国际著名产品英国的SoloSil433改性水玻璃的综合性能相近,是较为理想的新型铸造粘结剂,可望应用于实际铸造生产。     

水玻璃改性剂改性机理的探讨

通过扫描电镜观察水玻璃砂试样断口发现，加有ＸＹＧ改性剂的水玻璃砂，常温下水玻璃膜均匀、完整地覆盖在砂粒表面，水玻璃砂常温强度提高；加热后粘结膜中出现大量的气泡和裂纹，破坏粘结膜的完整性，水玻璃砂的残留强度降低。     

改性水玻璃的X衍射分析

分别选择带有不同极性基团的1^#、2^#、3^#改性用树脂作为改性剂的主干材料,对水玻璃进行改性处理。实验结果表明：改性水玻璃与普通水玻璃相比,明显提高了常温下的粘结强度,大大改善了热强度和高温强度,从根本上改变了800℃时的残留强度峰值。为什么会有这样的效果呢？为寻求问题的答案,我们对普通水玻璃G和改性水玻璃18^#粘结剂摸进行X衍射分析。实验结果表明：普通水玻璃和改性水玻璃吹CO2硬化后的凝胶膜组织以非晶态为主,含有少量的晶态物质,但是这两种水玻璃凝胶膜的X衍射图谱并不相同。普通和改性水玻璃吹CO2硬化后的凝胶膜分别在不同温度下焙烧,在600℃和800℃的产物中,两种水玻璃的物相显著不同处是改性水玻璃中有有机酸钠和有由氧化钠、高价金属等形成的多元化合物。     

三聚磷酸钠对水玻璃的改性作用

三聚磷酸钠与水玻璃在高温下可形成［ＰＯ４］、［ＳｉＯ４］复合玻璃网络,在冷却过程中,由于析出晶体破坏了粘结膜,以及因二者收缩性相差极大而导致粘结膜开裂,使水玻璃（砂）溃散性得以改善。     

水玻璃磁化改性与性能探讨

研究了磁化改性中水玻璃的流速和流量对改性水玻璃砂的强度及其表面稳定性的影响。     

改性水玻璃的生产与应用

介绍了水玻璃的老化现象以及阻止老化的方法，同时提出了改性水玻璃生产的工艺原理，产品在现场应用中取得了比较好的效果。改性水玻璃无论从产品的生产工艺，还是使用性能，特别是环保角度考虑，具有较好的推广价值。     

聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的研究

确定了聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的基本组分,测试了有机酯自硬和CO2气硬型砂的常温粘结强度和高温残留强度。研究发现,在水玻璃中加入聚氧化乙烯树脂能改善水玻璃的老化现象,充分发挥其粘结效率;粘结剂加入量相同时,型砂强度是普通水玻璃砂的1.5倍,800～1000℃时,型砂残留强度≤0.5MPa。结果表明,聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂加入量低,型砂工艺性能良好,浇注后出砂容易,有利于旧砂进一步干法回用。     

脉冲电流对水玻璃改性的影响

为改进铸造用水玻璃砂的性能,采用脉冲电流的方法对水玻璃进行物理改性。使用自制的脉冲电流改性设备处理普通水玻璃,运用正交试验方法研究了电极材料、脉冲电压、脉冲频率、改性时间等工艺参数对水玻璃改性过程的影响。使用透射电子显微镜观察改性前后水玻璃的胶粒大小及凝膜形态,证明脉冲电流改性具有细化聚硅胶粒、提高凝胶膜质量的作用。经合理工艺改性后的水玻璃,可提高型砂的24 h强度48.5%。     

环保型改性水玻璃粘结剂应用实践

环保型改性水玻璃砂强度高、溃散性好、发气量低,旧砂能干法回用.经生产实践证明,新工艺解决了旧砂回用问题,降低了生产成本,具有良好的社会经济效益.     

水玻璃改性机制的透射电镜研究

选择带有不同极性基团的1#、2#、3#改性用树脂作为改性剂的主干材料,对水玻璃进行改性处理。试验结果表明：改性水玻璃与普通水玻璃相比,明显提高了常温下的粘结强度,大大改善了热强度和高温强度,从根本上改变了800℃时的残留强度峰值。通过透射电镜观察证明：改性水玻璃的凝胶胶粒比普通水玻璃的凝胶胶粒细小,这说明含有极性基团的有机化合物的确可以细化水玻璃凝胶胶粒。不同的改性树脂,即不同的极性基团有不同的改性效果,所获得凝胶胶粒粗细不同,对应的型砂抗压强度也不同。