Исследование физико-химических и прикладных свойств новых полимерных композиционных материалов на основе слоистых силикатов и полиэлектролитов

В настоящее время фирмами США, ФРГ, Франции, Чехии и других стран выпускается большой ассортимент фильтрующих порошков на основе диатомита и перлита. Только в США производится свыше тридцати разновидностей диатомитовых фильтрующих материалов. В России и на Украине налажен промышленный выпуск фильтрующих порошков из инзенского диатомита (Россия) и кировоградского трепела (Украина).

Важная область применения диатомита - носители в хроматографическом анализе. Основные свойства, которыми должны обладать Хроматографические носители (химически инертная поверхность, однородность макропористой структуры, отсутствие микропор, высокая механическая прочность, узкое распределение зерен по раз мерам), в случае использования диатомитового сырья достигаются специальной обработкой лучших диатомитов. В простейшем случае диатомит подвергается только термическому воздействию в присутствии соды. Таким методом приготавливают например, носители хроматон N и инертон чешской фирмы «Лахема». Однако, чаще всего диатомит подвергают последовательно кислотной и термической обработке, а затем проводят модифицирование в газовой фазе силанизирующими агентами типа диметилдихлорсилана и гексаметилдисилазана. Но и такая обработка не обеспечивает необходимой степени деактивации поверхности, что и проявляется в асимметрии хроматографических пиков, особенно при разделении полярных веществ например, смесей спиртов С8 – С14, аминов С6-С14 и т. д.

Неполная степень деактивации поверхности сорбента в данном случае не достигается в силу локально-точечного характера модифицирования в паровой фазе, а также вследствие существенно большего размера молекулы модификатора по сравнению с ОН-группой - основным активным центром на поверхности кремнезема.

Разработан метод модифицирования носителей в жидкой фазе. В его основу положен принцип геометрического соответствия в расположении активных адсорбционных центров на поверхности твердого тела и в молекуле модификатора. Сущность данного метода состоит в обработке сорбента подходящими олигомерными модифицирующими агентами, обеспечивающими деактивацию поверхностных гидроксильных групп диатомита, с последующей полимеризацией модифицирующего агента на поверхности, приводящей к экранированию остаточных гидрофильных центров. Модифицирование предварительно термо - или кислотно- и термообработанного диатомита осуществляют раствором олигометил- или олигоэтилгидридсилоксана в толуоле; расход модифицирующего реагента 2,5 мг на 1 м2 поверхности, объемное соотношение твердая фаза : жидкая фаза Т : Ж = 1,5 : 1. Затем толуол удаляют вакуумированием, улавливая растворитель активным углем газового типа или путем низкотемпературного вымораживания. Заключительной стадией модифицирования является термозакрепление модификатора на поверхности. Процесс проводят при 250-300 ºС в течение 1 ч. При этом хемосорбированный на активных центрах модифицирующий агент полимеризуется на поверхности с образованием полимерной пленки с сетчатой структурой.

В табл. 1, составленной по данным, приведены хроматографические характеристики модифицированных жидкофазным методом носителей на основе диатомита Джрадзорского месторождения (Армения) порохрома-1, армсорба ГХИ, цвето-хрома-1к и чешского кислотно- и термически обработанного носителя хроматона N-AW. В качестве модифицирующих агентов использовались полиметилгидридсилоксан, содержащий в основном линейные олигомеры со средней молекулярной массой М=1000 (промышленная марка ГКЖ-94М), полиэтилгидридсилоксан, содержащий в основном циклические олигомеры М = 1500 (ГКЖ-94), полиметилсилоксан М = 5000 (ПМС-100). Для сравнения приведены данные для хроматона N AW- DMCS - диатомитового носителя, модифицированного диметиддихлорсиланом из газовой фазы.

Таблица 1

Хроматографические характеристики модифицированных жидкофазным методом носителей на основе диатомита Джрадзорского месторождения (Армения)