改性剂对水玻璃砂溃散强度影响研究(3)
水玻璃具有良好的粘结性，可作为型砂用粘结剂。水玻璃砂有很多优点：如价格便宜，供应充沛；水玻璃无色、无臭、无毒，在混砂、造型、硬化和浇注过程中均无刺激性气和有毒气体释出，一旦旧砂再生和回用解决好以后，不再有废砂排放，将率先进入无公害和清洁生产的行列。传统水玻璃砂主要有三大缺点：（1）溃散性差，落砂异常困难，清砂工时约占总工时的70%；（2）旧砂再生和回用比较困难，旧砂废弃造成严重环境污染；（3）硬化的水玻璃砂型、芯吸湿性较强，储放稳定性差。
水玻璃属无机粘结剂：50年代初，水玻璃砂在世界各国铸钢生产中获得了广泛的应用。1952年我国从前苏联引进水玻璃砂工艺。但由于水玻璃砂的溃散性差，在世界各国水玻璃砂使用几乎处于停止不前的状态，60年代末，在铸造生产中有机化学粘结剂获得了应用。出现了树脂砂，部分取代了水玻璃砂。但因树脂砂成本高，浇注后产生一些有毒物质和有毒气体，影响工人健康，劳保和环保费用增加等原因，铸造工作者们近年来重新对水玻璃砂的溃散性进行了大量研究。从而开发了高强度易溃散性水玻璃砂，使水玻璃砂得到了较为广泛的使用。
大约在13O多年前，水玻璃作为粘结剂已用于工业生产，烘炉加热硬化是最早用于铸造生产的工艺。到2O世纪中叶，水玻璃CO2硬化工艺才推广应用于铸造生产。水玻璃砂价格便宜、无毒无、工艺设备简单、操作方便、制型(芯)快速、可以和湿型砂配用，深受铸造工作者的欢迎。我国70%以上的铸钢件和大型铸铁件生产仍然采用水玻璃砂。我国年产水玻璃100余万吨，其中30%用作型砂粘结剂。
1.3水玻璃的改性
水玻璃作为型(芯)砂粘结剂，能较好的满足技术、经济和生态方面的要求，是一种具有广泛应用前途的铸造粘结剂。但同时水玻璃砂的溃散性差也是困扰铸造界的一个老、大、难问题。以往由于认识上的误区，基础理论的缺乏和分析测量技术的限制，很多研究都集中在水玻璃分子结构、化学反应、化学分析等方面，其溃散问题并未得到很好解决，因而阻碍了它的推广和应用。一直到上世纪80年代初，国际上先后出现了对水玻璃进行物理、化学改性的研究报道，人们才对水玻璃粘结剂有了新的认识，才开始从胶体粒子的角度对其进行分析和研究。此后随着国内外科技人员研究工作的不断深入，相继开发出了一些具有一定成果的改性水玻璃粘结剂。按改性方法的不同，归类如下。
1.3.1.水玻璃的物理改性
水玻璃是NaO•mSiO2，的水溶液。新制备的水玻璃基本上是硅酸钠的真溶液，当模数M<2时，硅酸钠溶液比较稳定。而当M>2时，硅酸钠溶液在空气中存放将逐渐分解成硅酸，并逐步缩聚成大分子的球形硅酸溶胶，硅酸溶胶粒再进一步歧化分枝而缩聚成网状结构的凝胶，使水玻璃的粘度不断增加，以至失去粘结作用，即发生“老化”现象。水玻璃由于“老化”现象大约使其粘结强度损失30~40 %。物理改性[1][2]实质是外界向体系提供能量，促使大分子的凝胶团解聚成为可溶性溶胶，使水玻璃成为均匀的溶胶体，消除了“老化”现象，提高了水玻璃砂的强度。
1978年Cajkova，1980~1981年Jelinek等分别在捷克、苏联用磁场和超声波处理水玻璃，可使粘结强度提高1/3，称为水玻璃的“物理改性”。国内在这方面做的比较成功的则是以陈宽中[3][4]为代表的超声改性和以王兴琳[5][6]为代表的磁场改性。水玻璃超声改性具体操作为：将装有水玻璃的容器置于放有40mm深水的超声波清洗器的洗槽内，开动超声波清洗器，以13.5~18kHz的频率振动一定时间，改性即可完成；磁场改性则是用电磁场(磁感应强度0.4~0.65T)在水玻璃输送管道(流速0.954~1.272m/s)上对水玻璃进行循环磁处理。
上一篇：护手霜的流变性研究+文献综述
下一篇：电解铜箔表面电镀铜改性工艺研究