Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.212-215 УДК 666.3 : 546'41 РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЙ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Д . В. Акиншин, Н. Д. Парамонова, Л. А. Россохина, М. А. Вартанян, О .В. Яровая Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, Россия Аннотация Описаны результаты исследований по получению водных шликеров для изготовления высокопористой ячеистой керамики на основе оксида алюминия методом дублирования полимерной матрицы. Определено влияние на реологические свойства шликеров вида и концентрации пластификатора, а также содержания твердой фазы . Показано, что наибольшее влияние на реологические свойства шликеров оказывает содержание пластификатора. Ключевые слова: пластификаторы, реологические свойства, шликерное литье. RHEOLOGICAL BEHAVIOUR OF ALUMINA CONCENTRATED WATER DISPERSIONS D. V. Akinsh in , N. D., Paramonova, L. A., Rossokhina, M. A., Vartanyan, O. V. Yarovaya D. I. Mendeleev University o f Chemical Technology o f Russia, Moscow, Russia A b stra c t The paper presents a study in water casting slurries for fabricating alum ina-based porous cellular ceram ics by polymer matrix duplicating. The effect of a plasticising agent type and concentration a s well a s solid phase content on the rheological behaviour of slurries has been discussed. Rheology of slurries was shown to be most influenced by a plasticising agent concentration. Keywords: plasticising agent, rheological behavior, slurry casting. Одним из распространенных способов изготовления высокопористых ячеистых проницаемых материалов (ВПЯМ) является метод дублирования полимерной матрицы, в основе которого лежит нанесение слоя шликера на поверхность органических структурообразующих матриц. Органическая матрица удаляется термодеструкцией в ходе обжига, а спекающийся порошок повторяет ее форму. Как правило, в качестве матрицы для ВПЯМ используют пенополиуретан [1]. Цель исследования — разработать состав водного шликера на основе оксида алюминия для изготовления ВПЯМ путем изучения реологических свойств шликеров с различным гранулометрическим составом и природой исходных порошков, а также видом и содержанием пластификаторов. Оксид алюминия получали прокаливанием коммерческого гидроксида алюминия при температуре 1200 °С, предварительно подготовленную, как описано в работах [2, 3], добавку системы CaO — ZnO — ЛЬОэ — SiO 2 (CZAS) вводили в количестве 5 мас. %. Смешение добавки с оксидом проводили в фарфоровом барабане корундовыми шарами мокрым способом в течение 12 ч, приготовленные суспензии высушивали при температуре 100 °С. После сушки порошки гомогенизировали, последовательно протирая через сито 05. В качестве пластификаторов в работе оценивали действие двух широко используемых в практике водорастворимых полимеров — поливинилового спирта (ПВС) и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Для получения шликеров использовали водные растворы указанных полимеров с концентрацией 2-6 мас. % с шагом 1мас. %. На первом этапе работы определяли реологические характеристики растворов полимеров, для чего были построены кривые течения, представленные на рис. 1. На основании полученных данных из дальнейшего эксперимента исключили 6%-й раствор ПВС, а также 5 и 6 %-е растворы Na-КМЦ, так как их избыточно высокая вязкость затрудняет получение однородного шликера и пропитку сетчато-ячеистой полимерной матрицы. Остальные растворы характеризовались сравнительно низкой вязкостью и высокой текучестью, что обеспечит равномерность нанесения на заготовку шликеров на их основе. Полученные результаты о реологических характеристиках водных растворов полимеров находятся в хорошем согласии с литературными данными [4, 5]. Далее в работе изучили влияние содержания пластификатора на реологические свойства формовочных композиций, для этого с применением выбранных растворов полимеров подготовили образцы шликеров. Содержание твердой фазы во всех образцах было одинаковым и составляло 50 мас. %. По полученным данным (рис. 2), вязкость шликеров с увеличением концентрации пластификатора резко возрастает и в случае 4 и 5 %-х растворов ПВС, а также 4 %-го раствора Na-КМЦ оказывается столь высокой, что исключает их дальнейшее использование. 212