Определения компонентов в гидролизованном растворе этилсиликата

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

247594 боюз Саветскив

Социолистическил ресоублин .

ВС МЗа

11/ITEIITP0

Ti Xffg V:С1-А

БПБ.,ИОТуА

Кл. 42l, 3/01

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.IV.1968 (№ 1231152/23-4) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК б Oln

УДК 543.544.2(088.8) Комитет оо делам изобретеиил и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 04.VII.1969. Бюллетень № 22

Дата опублико ван ия orrmlcaния 21.XI.1969

Авторы изобретения В. А. Озеров, К, И. Сакодынский, Л. И. Мосева, Б. Б, Шприц и В. И. Вергун

Заявитель

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ

В ГИДРОЛИЗОВАННОМ РАСТВОРЕ ЭТИЛСИЛИКАТА

В производстве литья по выплавляемым моделям на качество отливок существенное влияние оказывает процесс изготовления литейной формы, а качество последней во многом зависит от состава гидролизованного этилсиликата.

Предлагается хроматографический способ одновременного определения растворителей, выделившегося спирта и воды в гидролизованном растворе этилсиликата, применяемого как связующее для получения керамических оболочек в литье по выплавляемым моделя л.

Известны способы приготовления гидролизованных растворов этилсиликата, но способа определения компонентов в гидролизованном растворе нет. В производстве же точного литья необходимы характеристики гидролизованного этилсиликата, являющегося связующим раствором, — содержание спирта, растворителей и воды.

В настоящее время качество получаемого гидролизованного раствора определяется эмпирическим способом, Сведения о составе получаемого продукта отсутствуют, что затрудняет проведение инженерных расчетов и изыскание оптимальных вариантов как процесса гидролиза, так и получения оболочек форм.

Цель предлагаемого изобретения состоит в получении сведений о взаимодействии этилсиликата с водой и о составе конечных продуктов реакции гидролиза, определяющих связующие свойства гидролизованного раствора этилсиликата, о регулировании процесса гидролиза, а следовательно, и качества оболочек форм.

Согласно предлагаемому способу, определение компонентов в гидролизованном растворе этилсиликата осуществляют на хроматографической колонке с применением в качестве сорбента сополимера, полученного при полимеризации стирола и парадивинилбензола, температура разделения смеси 100 — 200 С,преимущественно 160 С, с последующим вычислением площадей пиков, полученных на хроматограмме. Газом-носителем служит гелий, величина пробы в пределах до 2 мкл.

Полученные результаты показали возможность одновременного определения растворителей, выделившегося спирта и воды в гидролизованном растворе этилсиликата.

Пример, Аппаратура: хроматограф ХТ-63, детектор25 катарометр, Температура термостатов, С: колонки 130, детектора 140, испарителя 170.

Длина колонки 2 м, диаметр 4 мм.

Сорбент — сополимер стирола с 40% парадивинилбензола, полученный в присутствии

30 1 вес. ч. изооктана. Газ-носитель — гелий, 247594

Скорость ленты потенциометра б00 мм/час, объем вводимой дозы 1 — 2 мкл.

Поправочные коэффициенты (по ацетону):

Ацетон 1.

Для этилового спирта: прн выделении этилового спирта в количестве 3,5 /о и выше при выделении этилового спирта до 3,5%

Для воды: при наличии воды в связующем растворе до 1% при наличии воды в связующем растворе свыше 1 и до 2% при содержании воды в связующем растворе свыше 2 и до

2,5% при содержании воды в связующем растворе свыше 2,5, 1,2

0,3

0,5

0,7

Данные о количестве свободной воды, выделившегося спирта и растворителей позволили определить степень гидролиза, увеличение степени поликонденсации, т. е. раскрыли ряд процессов, происходящих при гидролизе этилсиликат а.

На чертеже изображены графики изменений степени гидролиза (кривая 1), степени поликонденсации (кривая 2) и свободной воды (кривая 8) в связующем растворе с увеличением количества воды, необходимой для гидролиза этилсиликата (состав компонентов для связующего раствора: SiO> 14 /о, Н О

0,5 моль на одну этоксигруппу, НС1 0,3 /О, растворитель ацетон).

Как видно из графика, с увеличением количества воды для гидролиза возрастает степень гидролиза и степень поликонденсации этилсиликата, а также наличие свободной воды в связующем растворе. Расчет воды для гидролиза проводят по фактическому содержанию этоксильных групп в исходном этилсиликате.

При гидролизе этилсиликата-40 водой в количестве до 0,3 яоль на одну этоксильную группу и в связующем растворе, содержащем до 14О/О SiO>, образующийся раствор остается кремнийорганическим, а количество свободной воды в нем не превышает 0,4 /о. В связи с небольшой степенью гидролиза необходимо применять аммиачную сушку. При этом ввиду малого содержания свободной воды в связующем быстро протекающий процесс аммиачного отверждения не ухудшает качества оболочки.

5 При проведении гидролиза водой в количеве свыше 0,5 моль на одну этоксильную группу образуются связующие растворы с меньшим содержанием органических радикалов и увеличивающимся количеством свободной во10 ды в связующем растворе. При проведении гидролиза 0,5 моль воды на одну этоксильную группу степень гидролиза около 70 /о, количество свободной воды тоже невелико. Следовательно, при гидролизе 0,5 моль воды

15 можно применять как воздушно-аммиачную, так и воздушную сушку.

При гидролизе этилсиликата водой в количестве, равном 1 моль и выше, необходимо применять воздушную сушку в связи с нали20 чием большого количества свободной воды в связующем растворе.

Таким ооразом, на основе данных анализа о ряде процессов, происходящих при гидролизе этилсиликата, возможно получение свя25 зующих растворов с определенными заданными контролируемыми свойствами и на их основе возможен выбор правильного режима изготовления оболочек. Это позволяет получать требуемые керамические оболочки, способст30 вуя в конечном итоге повышению качества литья по выплавляемым моделям. Контроль связующих растворов также производится по предлагаемому способу.

35 Предмет изобретения

1. Способ количественного определения компонентов в гидролизованном растворе этилсиликата, отличаюш,ийся тем, что, с целью по40 вышения специфичности определения, гидролизованный раствор этилсиликата подвергают хроматографированию на колонке при температуре 100 — 200 С с использованием в качестве сорбента сополимера из стирола и пара45 дивинилбензола, с последующим вычислением площадей пиков, полученных на хроматограмме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хроматографию проводят при температуре

50 160 С.

247594!

i0O

20

Корректор С. М. Сигал

Типография, пр. Сапунова, 2

ОО,о

6,0 ф 5,0

0! 02 03 04 05 Об 07 ОВ ОО !О l! 72 73 7Ч !5 !б /7 la !9 Z нопичеслйо аоды но одну эп оисопьную группу, аль

Составитель С. Котова

Редактор Л. К. Ушакова Техред Т. П. Курилко

Заказ 3080!16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 5Ê-35, Раушская наб., д. 4!5.