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玻璃微珠的制法
- 2019-06-15-

玻璃微珠是一种新型的硅酸盐材料 ,具有良好的化学稳定性、机械强度和电绝缘性。玻璃微珠按其用途分为工业用珠、光学用珠和特种用珠三类。工业用珠主要用作研磨介质、抛光材料、增强填充材料等 ;光学用珠主要用作反光材料等 ;特种用珠是用于某些特殊领域 ,如作催化材料的载体等。近年已被广泛用作功能性基体材料 ,如生物酶的固定、药剂缓释剂的载体 ,以及微空反应器等。玻璃微珠还具有独特的定向反射光性能 ,品种很多 ,用途很广。玻璃微珠是球状玻璃小珠的统称,按其大小,玻璃珠可分为细珠和微珠两类 ,细珠的直径在 018 —5mm之间 ;微珠的直径小于 018mm。在形式上有实心、有空心。玻璃微珠通常制法有一次成形法(具体有 :喷吹法、拉丝2熔融法、叶轮抛射法、离心法、电磁法)和二次成形法(有 :隔离剂法、火焰漂浮法、火焰熔切法、金属液球化法) 。一次成形法即是将矿物原料焙成玻璃 ,将玻璃液以一定的方式分散成液滴 ,利用其表面张力成珠 ,然后冷却、收集。一次成形法比二次成形法的能耗低 ,但技术难度较大。在各种 —次成形法中 ,常见的是喷吹法。二次成形法是先制取玻璃(多数是直接购碎玻璃) ,然后粉碎、筛分 ,得到所需的玻璃颗粒 ,将其以一定的方式送入成珠炉中加热、成珠、冷却 ,收集、分级。二次成形法的优点是产品的圆度好、直径易控制等 ;其缺点是工序多、能耗大。在各种二次成形法中 ,尤以隔离剂法和火焰漂浮法经常见 ,通常以废玻璃为原料。在上述的各种制法中都有高温熔融程序 ,故耗能大。

实验仪器、试剂

Na2SiO3 :分析纯 ,成都科龙化工试剂厂 ;石蜡油 :化学纯 ,成都科龙化工试剂厂 ;盐酸 :分析纯 ,成都科龙化工试剂厂 ;NaCl :工业纯 ,成都科龙化工试剂厂。定时电动搅拌器、恒温水浴锅、烘箱 (可控温) 、分样筛(60 目、100 目、150 目、200 目) 。

实验方法

一定浓度的水玻璃在搅拌下慢慢地加入一定浓度(015 —2M) 的盐酸中 ,小心控制不同的温度、p H值 ,得到 SiO2 溶胶。加入一定量的石蜡油于 SiO2溶胶中 ,高速搅拌 SiO2 溶胶形成液珠 ,加热并持续搅拌 ,使形成湿的球形凝胶球。球形凝胶球经蒸馏水反复洗涤 ,除去 Na+、Cl -及石蜡油。洗净的样品干燥数小时 ,得到干燥的玻璃珠产品。

结果及讨论

溶胶-凝胶转化过程主要包括水解、缩合两个反应步骤。影响因素主要有溶液的 p H 值、催化剂类型、温度、反应时间等。