Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

но и использоваться в альтернативных для них сферах. С учетом того, что удельная поверхность с высокими показателями внутреннего объема заполнена воздухом , который является плохим проводником тепла, такого рода вещества в целом могут использоваться в качестве материалов, обладающих теплоизоляционными свойствами, или в соответствующих отраслях промышленности [5, 6], тем самым расширяя традиционную сферу их применения. Такие теплоизоляционные материалы, в частности порошковые, на сегодняшний день являются достаточно востребованным материалом в строительной области [7, 8], газодобывающей отрасли и при производстве контейнеров для перевозки сжиженного природного газа и водорода [9, 10]. В качестве неорганического материала с высокой удельной поверхностью, который мог бы выступать в качестве теплоизоляционного, часто рассматривается высокопористый аморфный диоксид кремния. Однако он является гидрофильным материалом, поэтому течением времени накапливает влагу из воздуха, а, следовательно, его теплоизоляционные свойства значительно снижаются и он уже не может удовлетворять выдвигаемым к изделиям на его основе техническим требованиям. Для того чтобы избежать этого негативного эффекта, исходная поверхность диоксида кремния модифицируется различными поверхностными группами, обычно относящимися к алифатическому ряду углеводородов, за счет чего происходит функционализация получаемого материала, назначение которого может меняться в зависимости от привитых на его поверхности групп атомов или радикалов [11]. В качестве исходного материала при традиционной модификации поверхности диоксида кремния в основном используется реактивный кремнезем. Однако большой интерес представляет собой изучение возможности модификации аморфного диоксида кремния, полученного из нефелинового концентрата [12, 13], поскольку в таком случае появляется возможность создания на основе минерального сырья полного цикла производства различных материалов, применяющихся в критически важных для страны областях промышленности. Естественно, что при модификации поверхности диоксида кремния лучше всего ориентироваться на образование химической связи на его поверхности, поскольку именно такой тип взаимодействия функциональной группы с поверхностью подложки позволит наиболее прочно прикрепить модификатор к поверхности кремнезема. Целью представленной работы было изучение возможности химической модификации поверхности аморфного диоксида кремния, получаемого из нефелина, различными органическими функциональными группами, а именно 3-аминопропилтриэтоксисиланом и олеиновой кислотой с получением аминированного и гидрофилизированного кремнезема соответственно. Эк сперим ентальная часть и методы исследования Для получения кремнезема нефелиновый концентрат (НК) разлагали в течение 10 мин 15 %-й H 2 SO 4 при ее расходе 100 % от стехиометрического количества на E(Al 2 Oзкр., N a2O, K 2 O) с последующим отделением кремнеземсодержащего раствора от нерастворимого минерального остатка фильтрацией на нутч-фильтре. Полученный раствор охлаждали до 12 °С с целью кристаллизации из него алюмокалиевых квасцов, после отделения которых из кремнийсодержащего раствора SiO 2 экстрагировали ацетоном. Экстракцию проводили при объемном отношении раствор- экстрагент, равном 3:1, в течение 30 мин в лабораторном экстракторе ПЭ -8110 фирмы «Экрос». По завершении процесса экстракт отделяли от маточного раствора с последующим его упариванием на песчаной бане до образования геля SiO 2 , который сушили при температуре 105 °С с последующей водной промывкой на фильтре до достижения рН промводы ~7 и сушкой при 105 °С до постоянной массы (образец 1). Полученный кремнезем подвергали модификации. Для этого навеску SiO 2 помещали в реактор и заливали неполярный растворитель — толуол (ГОСТ 5789-78) (Ж:Т = 10:1), после чего в образовавшуюся пульпу добавляли модификатор с массовой концентрацией 10 % по отношению к массе толуола. Реакционная масса перемешивалась при температуре 80 °С в течение 5 ч, после чего фильтровалась для отделения осадка кремнезема. Полученный образец SiO 2 промывался на фильтре и сушился при температуре 30 °С до постоянной массы. В качестве модификатора использовался Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 69-75. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 69-75. © Веляев Ю. О., Майоров Д. В., Пименов К. А., Левенчук Д. А., 2023 70