Сторінка
6

Значення хімії у створенні нових матеріалів, розв’язанні сировинної та енергетичної проблем

А що ж таке глина?

Глини утворилися на поверхні Землі в результаті вивітрювання магматичних гірських порід. Вітер, сонце, коливання температур поступово руйнували гірські мінерали. Продукти вивітрювання переносилися річками, льодовиками або вітром і утворювали відклади піску і глини.

Складаються глини із суміші багатьох тонко подрібнених мінералів: тут і залишки не розкладеної материнської породи, кварцовий пісок, карбонати кальцію і магнію, слюда, гіпс, органічні залишки і т. д. Проте всі ці речовини – домішки, а головна складова частина глин – це тільки глині властиві мінерали – каолініт, монтморилоніт, галуазит, палигорськіт, гідрослюда та ін. Їх називають глинистими мінералами. Від складу, будови, властивостей цих мінералів залежить якість глини. Зазначимо, що всі глинисті мінерали – гідро алюмосилікати, трьома головними компонентами яких є оксиди алюмінію, кремнію та вода. Крім складу, глини відрізняються одна від одної і забарвленням.

З найбільш легко плавних глин виготовляють звичайну червону цеглу, з більш тугоплавких, які залишаються після випалювання світлими і гарними – облицювальну кераміку, з ще більш тугоплавких – керамічні плитки, кислототривку кераміку, фаянс. Чисті білі глини і каолініти йдуть на виготовлення фарфору, а глини, що містять багато оксиду алюмінію (особливо тугоплавкі), - на шамотні вогнетриви.

Неабияке значення в різних галузях народного господарства мають неорганічні клеї. Слово «клей» у кожного з нас асоціюється із склеюванням паперу, картону, плівок, і здається дивним склеювання деталей будинків, мостів, найрізноманітніших інженерних споруд тощо. Ви скажете, що це вигадка і такого не може бути. Не поспішайте з висновками.

Візьмемо, наприклад, звичайний цемент і розмішаємо його з водою. Ми дістанемо пластичне тісто, яке поступово стає твердим. Саме твердіння і забезпечує системі властивості твердого тіла, а адгезія – властивості клею.

У природі відомі процеси утворення досить міцних зростків кристалів при повільній кристалізації малорозчинної сполуки з розчину, але для цього потрібні століття, як наприклад, для формування сталактитів і сталагмітів. Багато промислових суспензій при нормальній температурі й тиску, повільно висихаючи протягом днів, тижнів, також перетворюються в тверду масу, але з малою межею міцності при стискуванні. Ключі властивості таких суспензій надзвичайно малі. Тому зараз завдяки втручанню хіміків створено нові системи, у яких затвердіння і адгезія відбувається протягом такого часу, який робить можливим їх практичне застосування, а механічні властивості матеріалів можуть бути дуже високими. Ось такі системи і називаються неорганічними клеями, які з побуту й будівництва поширились у машинобудування, металургію, електротехніку.

Отже, клеями називають склади, які здатні змочувати тверді поверхні і мають добрі адгезійні властивості. При нормальній температурі або нагріванні вони можуть тверднути, склеюючи однакові або різнорідні матеріали. Неорганічні клеї можна використовувати не тільки для склеювання деталей і вузлів, а й як основу композиційних матеріалів, вони можуть бути основою температуростійких електроізоляційних або захисних покриттів тощо.

Клеї поділяються на клеї-порошки, клеї-розчини, клеї-дисперсні системи, клеї-пасти.

Широкого практичного застосування набули клеї-цементи з кислотними і водосольованими утворювачами, а також клеї зв’язки алюмофосфатні, хромофосфатні, магній-фосфатні, клеї на основі оксинітратів і оксихлоридів алюмінію і цирконію, силікатів лужних металів, рідкого скла, концентрованих розчинів кремнієвої кислоти і гетерополісполук, а також алюмосилікатні клеї і зв’язки з неорганічних смол. Клеї-цементи використовують для склеювання, грануляції, агломерації, формування, покриття для металів, виробництва композиційних металів.

Клеї-цементи на неводних розчинниках і у вигляді розплавлених солей і металів застосовуються як, хімічно стійкі клеї і матеріали на їх основі, здатні працювати в умовах глибокого холоду, високих температур і тисків. Фосфатні клеї використовують для склеювання металів, кераміки з металами, скла з керамікою і металами, для одержання захисного тепло- і енергопокриття металів, вогнетривких мас і виробів, жаростійких бетонів, електроізолюючих замазок тощо. Клеї на основі оксинітратів і каталізаторів, миттєвих форм з електрокорунду, склоподібних силікатних покриттів; клеї на сонові силікатів лужних металів – для спеціальної кислотривкої замазки, захисту корпусів хімічної апаратури, формувальних сумішей у ливарному виробництві, одержання абразивних виробів, силікатних фарб, брикетування шихт у скловарінні тощо.