Расчет количества составляющих для проведения гидролиза этилсиликата (ЭТС)

Это позволяет получить необходимую прочность оболочки.

Необходимыми данными являются заданный способ сушки, состав силиката, содержание SiO,, С,Н.О и соляной кислоты. Отноше-ние воды к этоксильной группе принимают от 0,25 до 0,35 при воздушно-аммиачной сушке, 0,6-0,7 при сушке во влажном воздухе и 1,0 при сушке в сухом воздухе. По номограмме определяют количество воды для проведения гидролиза 1 кг ЭТС, ацетона и соляной кислоты, являющейся катализатором процесса.

Расчет ведется следующим образом. Сначала определяют количество воды для получения связующего раствора из 1 кг этилсиликата. Для этого на оси абсцисс номограммы наносят точку, соответствующую содержанию Si02 в ЭТС. Далее из нее восстанавливают перпендикуляр до пересечения с необходимыми заштрихованными областями «Вода» при разных способах сушки. Вода1 соответствует сушке в воздушно-аммиачной среде, Вода II — сушке во влажном воздухе, Вода III — сушке в сухом воздухе. Из точек пересечения перпендикуляра с заштрихованными областями проводят горизонталь до пересечения с осью ординат, на которой показан диапазон необходимого количества воды. Например, для отверждения в сухом воздухе объем воды составит ~ 0,26-0,31 л на 1 кг ЭТС, во влажном воздухе ~ 0,18-0,21 л, в воздушно-аммиачной среде от 0,07 до ОД л.

Количество растворителя, допустим ацетона, выбирают также по количеству Si02 в ЭТС. Оттого же перпендикуляра проводят горизонтальные линии от точек пересечения с одной из линий «Ацетон для получения в растворе до правой вертикальной оси, на которой отложено необходимое количество ацетона в килограммах и литрах. Следует отметить, что нисходящие прямые номограммы характеризуют «Ацетон для получения в растворе» 10, 12, 14, 16 18 % Si02. И наконец, номограммой можно пользоваться, если в качестве катализатора используют соляную кислоту плотностью р = 1190 кг/см3. Ее количество определяют аналогично второму случаю, используя линию «Соляная кислота».

Обычно содержание катализатора получают расчетным путем, так как содержание соляной кислоты не зависит от остальных компонентов и составляет — 0,3 % от связующего в ЭТС-40 и 0,2 — при ЭТС-32. Объем соляной кислоты в см3 на 1 кг
ЭТС.

При связующем с 16 % Si02 и отверждении во влажном воздухе требуется 1 кг
этилсиликата, 1,3 кг
ацетона и 0,18-0,21 кг
воды (в среднем 0,195 кг). В расчете данного случая авторы использовали соляную кислоту плотностью 1149 кг/м3. Тогда, согласно, необходимо ввести в связующее соляную кислоту в объеме.

Расчет соляной кислоты, приведенный выше, является более общим случаем, поскольку учитывает возможность применения кислоты различной плотности.

Для закрепления материала предлагается задача и ее решение по расчету компонентов, необходимых для получения связующего раствора на базе ЭТС-32.

1. Допустим, что в ЭТС-32 содержится 33 % Si02.

2. Необходима высокая прочность оболочки, поскольку согласно существующим условиям производства получают отливку большой массы и при этом используют многослойную оболочку с пятью слоями.

Воспользуемся приведенной номограммой. Для определения количества воды восстанавливаем перпендикуляр из точки 33 горизонтальной оси до пересечения с заштрихованной областью Вода I (Сушка воздушно-аммиачная). Из точек выбранной области проводим горизонтальную линию, характеризующую среднее количество воды, которое, исходя из диапазона необходимого объема воды от 0,08 до 0,11, соответствует 0,095 кг на 1 кг ЭТС. При этом высыхание оболочки происходит медленно и в воздухе должны присутствовать пары аммиака (NH3).

Для определения количества растворителя из уже известной нам точки на оси абсцисс, соответствующей содержанию’ Si02 в ЭТС (в нашем случае 33), проводим тот же перпендикуляр до его пересечения с линией «Ацетон для получения в растворе 18 % Si02». Из этой точки проводим горизонталь до правой вертикальной оси, на ней обозначено 0,65 кг ацетона (или 0,8 л), т. е. его оптимальное количество.

Теперь определяем количество соляной кислоты плотностью р = 1190 кг/м3. По номограмме следует, что точка пересечения нашего перпендикуляра с линией «Соляная кислота» показывает, что соляной кислоты необходимо добавить для ускорения процесса ~ 9,1 мл на 1 кг ЭТС.

Таким образом, для получения связующего раствора на базе ЭТС-32 необходимо на 1 л
этилсиликата 95 г
воды, 650 г
ацетона и 9,1 мл СН1.

Причем оболочка, высушенная в воздухе с добавкой аммиака, будет характеризоваться высокой прочностью при медленном высыхании.

При двухступенчатом гидролизе количество растворителя и воды вводят в два приема. Его преимущества заключаются в большей устойчивости раствора, который можно хранить при температуре не выше 23 °С до 10 месяцев. Приводим пример двухступенчатого гидролиза. Количество дистиллированной воды и растворителя (С2Н5ОН) или ЭАФ (эфироальдегидной фракции) определяют в зависимости от модельного состава и количества кремнезема в этилсиликате.

Комментарии запрещены.