СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРОСИЛИКАТА НАТРИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ БОРНОЙ КИСЛОТЫ И МЕТИЛСИЛИКОНАТА НАТРИЯ

Куприева О.В.

Аспирант, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРОСИЛИКАТА НАТРИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ БОРНОЙ КИСЛОТЫ И МЕТИЛСИЛИКОНАТА НАТРИЯ

Аннотация

В данной работе рассматривается усовершенствованный метод получения получения боросиликата натрия из водных растворов борной кислоты и метилсиликоната натрия.

Ключевые слова: борная кислота, ИК-спектр, адсорбция.

Kupreeva O.V.

Graduate student, Belgorod state technological university named after V.G. Shoukhov

THE METHOD OF OBTAINING OF SODIUM BOROSILICATE FROM WATER SOLUTIONS OF BORIC ACID AND POTASSIUM METHYL SILICONATE

Abstract

In this paper describes an improved method to retrieve a sodium borosilicate from water solutions of boric acid and potassium methyl siliconate.

Keywords: boric acid, IR-spectrum, adsorption.

В центре «Радиационного мониторинга»  Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова под руководством Павленко В.И. разрабатываются основы создания функциональных радиационно-защитных материалов, в том числе стойких к космическому воздействию [1-14]. Однако, ряд этих материалов имеет низкую термическую устойчивость, что не позволяет их использовать в агрессивных космических условиях. В настоящее время актуальным являются исследования по модифицированию радиационно-защитных материалов, с целью повышения их термической стойкости и ряда других немало важных физико-химических показателей.

В работе рассмотрена возможность повышения термической стабильности материалов, в частности гидридов переходных металлов, путем нанесения на их поверхность кремнийорганического олигомера и борной кислоты химическим методом из водных растворов.

Модификация поверхности радиационно-защитных материалов боросодержащим компонентом обусловлена высоким сечением поглощения нейтронов в тепловой и надтепловой областях спектра атомами бора, что приводит к снижению плотности потока тепловых нейтронов и уровня захватного  гамма-излучения.

Основными стеклообразующими компонентами  бороалюмосиликатных  покрытий  на основе фритт для металлов являются оксиды SiO₂, Al₂O₃ и борный ангидрид B₂O₃. Для улучшения технологических свойств (растекаемости, смачивающей способности) в покрытия вводят щелочные оксиды.

Как показали эксперименты достичь заметной адсорбции борной кислоты (Н₃ВО₃) из водного раствора на поверхности исследуемого материала не представилось возможным. В связи с этим и была предпринята предварительная активация поверхности кремнийорганическим олигомером на примере  метилсиликонатом натрия.

ИК-спектр  полученного боросиликата натрия состоит из множества узких полос с острыми пиками, образовавших сложные и в основном асимметричные контуры в областях 750-400, 200-1250, 2400-2250, 4000-3450 см; области 1250-700, 2940-2450 и 3450-2940 см диффузные, но не сильно уширены. Такой характер спектра указывает на хорошо сформированную кристаллическую структуру вещества и наличие в ней аморфной матрицы силиката.

Вывод: Разработан способ создания на поверхности радиационно-защитных материалов активных центров, на которых могут быть закреплены боросодержащие вещества, например, оксида бора или борная кислота. В качестве кремнийорганического активатора использован метилсиликонат натрия, растворимый в воде и способный создавать на поверхности материала гидролитически стабильную систему связей.

Литература

1. Павленко В.И., Акишин А.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Тарасов Д.Г., Черкашина Н.И. Явления электризации диэлектрического полимерного композита под действием потока высокоэнергетических протонов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4-3. С. 677-681.
2. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на микро- и наноструктуру поверхности модифицированных полистирольных композитов // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14-19.
3. Павленко В.И., Заболотный В.Т., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на поверхностные свойства высоконаполненных композитов // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 2. С. 19-24.
4. Павленко В.И., Новиков Л.С., Бондаренко Г.Г., Черник В.Н., Гайдар А.И., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Экспериментальное и физико-математическое моделирование воздействия набегающего потока атомарного кислорода на высоконаполненные полимерные композиты // Перспективные материалы. 2012. № 4. С. 92-98.
5. Павленко В.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2011. - №3. - С. 113-116.
6. Черкашина Н.И. Моделирование воздействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 //Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 122.
7. Черкашина Н.И., Павленко В.И. Перспективы создания радиационно-защитных полимерных композитов для космической техники в Белгородской области // В сборнике: Белгородская область: прошлое, настоящее, будущее Материалы областной научно-практической конференции в 3-х частях. 2011. С. 192-196.
8. Черкашина Н.И., Павленко В.И., Едаменко А.С., Матюхин П.В. Исследование влияния вакуумного ультрафиолета на морфологию поверхности нанонаполненных полимерных композиционных материалов в условиях, приближённых к условиям околоземного космического пространства // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 130.
9. Черкашина Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета на полимерные нанокомпозиты // В сборнике: Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения) Материалы Международной научно-практической конференции. 2010. С. 246-249.
10. Павленко В.И., Прозоров В.В., Лебедев Л.Л., Слепоконь Ю.И., Черкашина Н.И. Повышение эффективности антикоррозионной обработки ядерного энергетического оборудования путем пассивации в алюминийсодержащих растворах // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 4. С. 67-70.
11. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D., Novikov L.S., Chernik V.N., Bondarenko G.G., Gaidar A.I. Experimental and physicomathematical simulation of the effect of an incident flow of atomic oxygen on highly filled polymer composites // Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Т. 4. № 2. С. 169-173.
12. Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Ястребинская А.В., Черкашина Н.И. Модифицированные железооксидные системы – эффективные сорбенты радионуклидов // Перспективные материалы. 2013. № 5. С. 39-43.
13. Черкашина Н.И., Карнаухов А.А., Бурков А.В., Сухорослова В.В. Синтез высокодисперсного гидрофобного наполнителя для полимерных матриц // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 156-159.
14. Павленко В.И., Черкашина Н.И., Сухорослова В.В., Бондаренко Ю.М. Влияние содержания кремнийорганического наполнителя на физико-механические и поверхностные свойства полимерных композитов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 95.