ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ГИДРОЛИЗОВАННОМ РАСТВОРЕ ЭТИЛСИЛИКАТА Советский патент 1969 года по МПК G01N30/48 

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 моделям.

Известны способы приготовления гидролизованных растворов этилсилнката, но способа определения компонентов в гидролизованном растворе пет. В производстве же точпого 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.

ликата с водой и о составе конечных продуктов реакции гидролиза, определяющих связующие свойства гидролизованпого раствора этплсиликата, о регулировании процесса гидролиза, а следовательно, и качества оболочек форм.

Согласно предлагаемому способу, определение компонентов в гидролизовапном 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, детекторкатарометр. 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 1 вес. ч. изооктана. Газ-носитель - гелий.

Скорость ленты потенциометра 600 мм/час, объем вводимой дозы 1-2 мкл. Поправочные коэффициенты (по ацетону) Ацетон 1. Для этилового спирта:

при выделении этилового спирта в количестве 3,5% и выше 1,2

при выделении этилового спирта до 3,5% 1

Для воды:

при наличии воды в связующем

растворе до 1 % 0,3

при наличии воды в связующем

растворе свыше 1 и до 2% . 0,5

при содержании воды в связующем растворе свыше 2 и до 2,5% 0,7

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

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

На чертеже изображены графики изменений степени гидролиза (кривая /), степени поликонденсации (кривая 2) и свободной воды (кривая 5) в связующем растворе с увеличением количества воды, необходимой для гидролиза этилсиликата (состав компонентов для связующего раствора: Si02 14%, НаО 0,5 моль на одну этоксигруппу, НС1 0,3%, 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 моль на одну этоксильную группу и в связующем растворе, содержащем до 14% SiOa, образующийся раствор остается кремнийорганическим, а количество свободной воды в нем не превышает 0,4%. В связи с небольшой степенью гидролиза необходимо применять аммиачную сушку. При этом ввиду малого содержания свободной воды в связующем быстро протекающий процесс аммиачного отверл денпя не ухудшает качества оболочки.

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 воды в связующем растворе. При проведении гидролиза 0,5 моль воды на одну этоксильную группу степень гидролиза около 70%, количество свободной воды тоже невелико. Следовательно, при гидролизе 0,5 моль воды

можио 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 наличием большого количества свободной воды в связующем растворе.

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

Предмет изобретения

1.Способ количественного определения компонентов в гидролизованном растворе этилсиликата, отличающийся тем, что, с целью повышения специфичности определения, гидролизованный раствор этилсиликата подвергают хроматографированию на колонке при температуре 100-200°С с использованием в качестве сорбента сополимера из стирола и парадивинилбензола, с последующим вычислением площадей пиков, полученных на хроматограмме.

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

160°С.

t /3 /2 //

W,0 в,0 8,0

7,0 6,0

I 5,0 t,0 3,0

2,0 1.0 0,1 0,2 0.3 0,t 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 I, 1,2 1,3 ,ff i,5 1,6 /,7 t,8 1,9 2 нопичестЬо Ьоды на одну этохсильную группу моль