ВЛИЯНИЕ КАТИОНОВ ЖЕЛЕЗА НА ГИДРОЛИЗ ТЕТРАЭТОКСИСИЛАНА И ПРОЦЕСС ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ
Е. Н. Титов, Д. Е. Смальченко, О. Е. Лебедева
Том 86 №6
Методами вискозиметрии и динамического рассеяния света изучено влияние малых добавок ионов Fe3+ на процессы гидролиза тетраэтоксисилана и последующую поликонденсацию его продуктов. Эксперименты проводились при 50°С, рН гидролиза составлял 1.5; 2.5; 5.0 или 7.0, количество легирующего катиона варьировали от 1.5 до 3.8 ат. %. В отсутствии легирующего катиона время гелеобразования увеличивается с ростом рН от 1.5 до 5.0, а при рН 7.0 поликонденсация протекает без гелеобразования. При рН 1.5 введение легирующей добавки увеличивает время гелеобразования, при рН 2.5 и 5.0 – снижает. С увеличением содержания легирующей добавки время гелеобразования растет при всех трех значениях рН. Размер частиц, формирующихся в процессе поликонденсации, зависит от рН и количества легирующей добавки. Наиболее мелкие частицы с медианным диаметром порядка 10 нм формируются при рН 2.5. Высказано предположение, что причиной всех наблюдаемых эффектов является встраивание катионов железа в кремнийкислородную матрицу. Степень встраивания зависит от степени гидролиза катионов железа. Данное предположение подтверждается значениями электрокинетического потенциала изучаемых систем и динамикой изменения дзета-потенциала при варьировании рН и содержания легирующей добавки.