Получение вспененного силиката кальция?

[Chugaev]

Уважаемые химики,

 

помогите пожалуйста, подобрать смесь реагентов для получения вспененного силиката кальция (CaSiO₃).

Базовая реакция высокомодульный раствор силиката натрия Na₂SiO₃ + гидрооксид кальция Ca(OH)₂ в очень быстром перемешивании позволяют получить быстротвердеющий (порядка 1-2 минут) силикат кальция (CaSiO₃), который неплохо работает как внешний слой огнеупора (температуры до 1000 С).

 

Были попытки вспенить массу силиката кальция продувкой СО₂ под давлением во время твердения (неудачно).

 

Поэтому появилась мысль использовать аналогию "вспенивания" бетона с помощью водорода (алюминиевая пудра + щелочные компоненты цемента).

 

Но скорость вспенивания для твердеющего силиката кальция(CaSiO₃) нужна резко больше чем в бетоне, и хотя реакция силиката натрия Na₂SiO₃ с гидрооксидом кальция Ca(OH)₂ при добавлении порошка алюминия (Al) тоже дает водород (H₂) за его счёт реакции с NaOH, его мало - и поры в силикате кальция (CaSiO₃) не образуются.

 

Каким реагентом можно было бы  резко катализировать выделение водорода в реакции с алюминиевой пудрой и не повредить реакции замещения между натрием и кальцием при формировании силиката кальция?

 

Или вероятно, возможно построить реакцию генерирующую выделение не водорода (H), а углекислого газа (CO₂)  по какому-то другому принципу, но важно также не повредить реакции замещения между натрием и кальцием в силикате?

 

Спасибо за любую помощь!

 

Изменено 13 Января, 2022 в 14:06 пользователем Chugaev

[dmr]

Например перекись+ формальдегид

[BP2]

15 минут назад, Chugaev сказал:

Были попытки вспенить массу силиката кальция продувкой СО₂ под давлением во время твердения (неудачно).

 

Поэтому появилась мысль использовать аналогию "вспенивания" бетона с помощью водорода (алюминиевая пудра + щелочные компоненты цемента).

Этилизоцианат - генерирует СО2 и вспенивает полиуретаны. Алюминий будет генерировать водород в реакции с водой но это не пудра, требует нагрева и времени(значительно большего чем 1-2 минуты). Можете погреть ДМСО и уксусную кислоту попробовать - может пойдет реакция декарбоксилирования и прилить ее к своему раствору, хотя там не знаю какие параметры будут у вашего силиката

[panzerito]

19 минут назад, Chugaev сказал:

Были попытки вспенить массу силиката кальция продувкой СО₂ под давлением во время твердения (неудачно).

Насколько неудачно?

[Chugaev]

1 минуту назад, panzerito сказал:

Насколько неудачно?

Слишком большой градиент сброса давления CO2 обрывает кристаллизацию силиката, получается суп. Лабораторно можно замедлить сброс давления СО₂ в автоклаве, но у нас за несколько раз не получилось, да и работать в больших масштабах с компрессионным оборудованием оказалось невыгодно под цене. Поэтому ищем способ получения вспененной массы без внешней компрессии.

[panzerito]

А если создать пену отдельно - например, на канифольном мыле? А потом смешать с основой.

[Chugaev]

11 минут назад, BP2 сказал:

Этилизоцианат - генерирует СО2 и вспенивает полиуретаны. Алюминий будет генерировать водород в реакции с водой но это не пудра, требует нагрева и времени(значительно большего чем 1-2 минуты). Можете погреть ДМСО и уксусную кислоту попробовать - может пойдет реакция декарбоксилирования и прилить ее к своему раствору, хотя там не знаю какие параметры будут у вашего силиката

Этилизоцианат  - это для крупных серьёзных заводов, совершенно не наш уровень. Диметилсульфоксид - получается очень дорого, да и моих знаний не хватает для построения всех кросс-реакций в массе.

[Chugaev]

Только что, panzerito сказал:

А если создать пену отдельно - например, на канифольном мыле? А потом смешать с основой.

Была такая мысль - читал в учебнике 30-х годов, возможно это один из вариантов внешнего пенобразования.

Наверное возможно также попробовать использовать современные белковые пенообразователи?

Насколько они инертны по отношению к силикатам?

 

Но всё равно хотелось бы не увеличивать количество шагов технологического процесса и получить вспенивание in situ.

На каком-то буржуйском видеохостинге я видел демонстрацию получения вспененного силиката, но не было ни единого комментария о процессе - видимо у них это какое-то ноу-хау. Но все действия у них происходили при атмосферном давлении и  смешиванием только жидких компонентов.

 

[Chugaev]

27 минут назад, dmr сказал:

Например перекись+ формальдегид

А при нагреве силикатного огнеупора из остатков формиата натрия не начнет газить водород?

[BP2]

1 час назад, Chugaev сказал:

Этилизоцианат  - это для крупных серьёзных заводов, совершенно не наш уровень. Диметилсульфоксид - получается очень дорого, да и моих знаний не хватает для построения всех кросс-реакций в массе.

Какие там кросс реакции? С силикатом кальция?