Кальций-магниевые и алюмосиликаты как наполнители полимерных и керамических материалов

Раздел 3. КАЛЬЦИЙ МАГНИЕВЫЕ СИЛИКАТЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА КАК НАПОЛНИТЕЛИ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ Кальций магниевые силикаты эффективно получать на основе металлургических шлаков, содержащих кислотный окисел SiO 2 и основные окислы CaO и MgO [ 105]. Обжиг этих шлаков приводит к образованию кальций магниевых силикатов - диопсид содержащих наполнителей по схеме: CaO + 2SiO 2 +MgО →CaMg(Si 2 O 6 ) Особенно интересен, как сырье - доменный шлак, образующийся при производстве чугуна в доменной печи. Этот отход черной металлургии уже прошел высокотемпературную обработку и не содержат органических примесей. Ежегодное образование доменных шлаков составляет в нашей стране около 45 млн. тонн и порядка 500 млн. тонн их находится в отвалах металлургических предприятий. Это связано с тем, что при выплавке 1 т чугуна получается от 400 кг до 1 тонны шлака [ 105]. Гранулированный доменный шлак применяется, например, в производстве цемента и шлакоблоков, строительных материалов, таких как бетоны, гипсошлаковые блоки, асфальтобетонные смеси, керамика [ 106]. Это связано с наличием в шлаках силикатной и алюминатных фаз, что делает их близкими по составу к цементному клинкеру, и, следовательно, обладающими вяжущими свойствами. Чугунолитейный шлак по своему химическому составу близок к традиционным наполнителям ПВХ-материалов – молотому кварцевому песку или известнякам. Этот шлак содержит силикаты магния и кальция, а также оксид магния, что должно обеспечить его стабилизирующие свойства в ПВХ композициях [ 106]. Показатель текучести расплава ПВХ при наполнении чугунолитейным шлаком растет, что приводит к улучшению перерабатываемости этого термопласта. Одновременно происходит возрастание прочности полимера, связанное с облегчением релаксации напряжений в граничных слоях, возникающих при деформации образцов. Силикаты кальция в составе шлаков являются механостабилизаторами поливинилхлорида (ПВХ), повышающими устойчивость полимера к механическим воздействиям Кальций магниевые силикаты, содержащиеся в чугунолитейном шлаке уменьшают водопоглощение ПВХ материалов [ 106]. 74