1 Uzbekistan, Samarkand электронный выпуск ксерогели, стекло и объёмные керамические материалы Перспективные материалы для применений в области

СЕКЦИЯ 2. «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ» 
17 
В настоящей работе были исследованы процессы, происходящие на начальных стадиях 
гидролиза и поликонденсации ТЭОС при pH~1 в присутствии катионов металлов Na
+
, Mg
2+ 
и 
Al
3+
. Соотношение компонентов ТЭОС:С
2
Н
5
ОН:H
2
O:HNO
3 
в исследуемой системе составляло 
1:4:16:0,6. В качестве источников катионов металлов использовали соответствующие нитраты. 
Содержание катиона металла в 1 г порошка кремнезема, полученного после прокаливания 
ксерогеля, составило 3*10
-4
моль. Определение реологических свойств исследуемых систем 
проводили методом вибрационной вискозиметрии (вибрационный вискозиметр SV 10A, 
Япония). Изменение гидродинамического размера образующихся частиц изучали методом 
динамического светорассеяния при помощи анализатора ZetaSizer Nano ZS («Malvern 
Instruments», Великобритания), оборудованного лазером He/Ne 633 нм.
Гидролиз ТЭОС при использованной концентрации кислоты протекает быстро, и 
процесс поликонденсации начинается в первые минуты эксперимента, поэтому временем 
начала реакции поликонденсации считали момент смешения всех компонентов системы.
Характер изменения вязкости для всех гелей с течением времени однотипен. На первой 
стадии происходит медленное изменение вязкости в среднем от 2 до 10 мПа*с. Затем наступает 
2 этап, для которого характерен резкий скачок вязкости, обуславливающий формирование 
первичной макросетки геля. При значении вязкости порядка 400 мПа*с наступает точка 
гелеобразования. В дальнейшем происходит уплотнение структуры геля, характеризующееся 
значительным ростом вязкости системы и выделением растворителя в ходе реакции гидролиза.
Оказалось, что для систем, содержащих добавки катионов металлов, характерно 
расширение области существования стабильного золя. При введении в систему солей 
наблюдалось увеличение времени гелеобразования, причем этот эффект зафиксирован при 
нескольких температурах эксперимента (40-60
о
С).
Время достижения точки гелеобразования при температуре изменяется в следующем 
ряду:
Силикагель без добавок < Al
3+ 
< Mg
2+ 
< Na
+
. 
При этом обращает на себя внимание тот факт, что увеличение времени достижения 
точки гелеобразования напрямую коррелирует с радиусом гидратированного катиона металла, 
введенного в реакционную смесь (табл. 1).