VRSTE I FUNKCIJE DISPERZANTA ZA VATROTALNE KASTABLE

Disperzanti se široko koriste u vatrostalnim livenim materijalima. Općenito, načini konstrukcije vatrostalnih lijevanih materijala uključuju vibraciono kalupljenje i kalupljenje u topljenje. Poboljšanjem reoloških svojstava vatrostalnog liva može se smanjiti vrijeme izgradnje vatrostalnog liva i radni intenzitet radnika. Najdirektniji i najefikasniji način da se poboljšaju reološka svojstva liva i smanji potreba za vodom za livenje je odabir odgovarajućeg disperzanta u vatrostalnom livaču odgovarajućeg sistema.
Primjena disperzanata u vatrostalnim lijevanim materijalima u početku se temeljila na iskustvu u području betona. U 1950-im, lignosulfonat i natrijum polifosfat redukcioni agensi vode počeli su da se koriste u vatrostalnim livovima za konstrukciju vibracija. 10 posto ~15 posto. Od 1960-ih do 1980-ih, polisulfonatna jedinjenja su počela da se koriste kao sredstva za redukciju vode druge generacije u samotočnim livnicama, a stopa redukcije vode mogla je dostići 20 procenata -25 procenata. Treća generacija specijalnih superplastifikatora su uglavnom polikarboksilatna jedinjenja, koja mogu učiniti da stopa redukcije vode dostigne 20 posto -30 posto kroz efekat sterične smetnje nakon adsorbiranja na površini čestica. Wang et al. proučavali su efekte tri disperzanta, naftalen sulfonata, natrijevog tripolifosfata i akrilnog polimera, na morfologiju hidrata i svojstva livenja CMA cementa.
Otkrio je da disperzanti u cementnim lijevanim materijalima ne samo da mogu dispergirati čestice cementa, već i utjecati na morfologiju proizvoda hidratacije cementa, čime utječu na mehanička svojstva livenog materijala. Lopes et al. koristio natrijum polifosfat i limunsku kiselinu kao disperzante za pripremu samotekućeg kombinovanog liva sa fosfornom kiselinom. On je vjerovao da hidroliza malih molekula dugih lanaca fosfata u natrijevom polifosfatu može ubrzati i poboljšati vrijednost samotečećeg materijala. Badiee i Otroj i dr. pokušao je poboljšati njegova reološka svojstva kontrolisanjem sadržaja silicijum-sola u livnici. Rezultati su pokazali da dodavanje 9 posto -11 posto masenog udjela silicijum sola može značajno poboljšati vrijednost vlastitog protoka lijevanog materijala za 80-110 posto. Anjos et al. proučavao je uticaj različitih disperzanata (polimera na bazi polietilen glikola, limunske kiseline (CA) i natrijum tripolifosfata (STPP)) na reološka svojstva liva za aluminijum-silicijum sol sisteme. Otkrio je da ova četiri disperzanta svi aditivi mogu smanjiti viskoznost sistema; i kroz test šoka, ustanovljeno je da samo FS10 može smanjiti modul skladištenja i modul gubitka sistema, čime se poboljšavaju performanse konstrukcije uzorka. Zhu et al. vjerovao je da sol-kombinirani liveni materijal također ne mora koristiti disperzant. Na pH=10, sol silicijevog dioksida može djelovati kao disperzant za raspršivanje čestica glinice elektrostatičkim djelovanjem kako bi se formiralo tipično ponašanje Newtonovog fluida.
1. Klasifikacija disperzanata
Postoji mnogo metoda klasifikacije disperzanta, među kojima se, na osnovu tipa hidrofilne grupe, mogu podijeliti u pet tipova: anjonski disperzanti, kationski disperzanti, cviterionski disperzanti, nejonski disperzanti i miješani disperzanti.
Anionski disperzanti se uglavnom oslanjaju na vlastita negativna naboja da bi pružili elektrostatičke efekte. Disocirane jonske grupe se adsorbuju na površini naelektrisanih čestica, menjajući njihovu prvobitnu strukturu dvostrukog elektronskog sloja, povećavajući vrednost zeta potencijala koloidnih čestica i konačno poboljšavajući stabilnost rastvora. Na primjer, natrijum tripolifosfat (STPP), limunska kiselina (CA), karboksilati i natrijum naftalen sulfonat formaldehid kondenzat (FDN).
a natrijum tripolifosfat:
STPP je neorganski anjonski disperzant sa gustinom od 0.3-0.9g/cm3 i hemijskom formulom Na5P3O10. Oba kraja su završena Na2PO4. Struktura cijelog disperzanta je linearna. Njegova rastvorljivost je velika, pH vrednost vodenog rastvora je između 8-10, i lako se hidrolizira, a hidrolizovani proizvodi su natrijum pirofosfat, natrijum monohidrogen fosfat, natrijum dihidrogen fosfat i natrijum fosfat.
b limunska kiselina:
CA je spoj trikarboksilne kiseline, hemijska formula je H3C6H5O7, postoje tri H plus koji se mogu jonizirati i sadrži jedan molekul kristalne vode. Limunska kiselina je relativno jaka.
Polikarboksilat je vrsta disperzanta sa "češljastom" strukturom koja je umjetno formirana molekularnim dizajnom. U glavnom lancu polikarboksilata postoji mnogo razgranatih lanaca određene dužine i krutosti, te neke sulfonatne grupe koje mogu napuniti čestice. Uglavnom se postiže efekat disperzije lijevanog materijala tako što uzrokuje sterički efekat smetnje između čestica. Prednost upotrebe polikarboksilata kao disperzanta je u tome što je efekat smanjenja vode očigledan, a efekat redukcije vode snažan.
Čisti proizvod FDN-a je bijeli prah, koji se dobiva sulfoniranjem naftalena i neutralizacijskim soljenjem iz natrijum hidroksida. Molekularna formula je C10H7SO3Na, a molekulska težina je 230,22. Za razliku od anjonskih disperzanta. Nakon disocijacije u vodi, kationski disperzanti mogu stvoriti pozitivno nabijene grupe sa jakom aktivnošću. Dvije grupe u amfoternom disperzantu su obje hidrofilne grupe, jedna od njih je pozitivno nabijena (amino grupa), a druga je negativno nabijena (karboksilna ili sulfonska kiselina), jer su različite grupe na različitom pH. Postoji u različitim ionskim oblicima na nižoj vrijednosti, tako da postoji izoelektrična tačka za ovu vrstu aktivnog sredstva. Nejonski disperzanti ne disociraju u vodenom rastvoru, hidrofilne grupe su uglavnom grupe polietilen glikola, a polaritet aktivnog sredstva kontroliše se brojem hidrofilnih grupa.