Cohesion and adhesion properties of modified water glass with colloidal solutions of ZnO

Propiedades de cohesión y adherencia de vidrio de agua modificado con soluciones coloidales de ZnO

El artículo aborda la cuestión de la influencia de las soluciones coloidales de nanopartículas de ZnO obtenidas mediante un método original sobre las propiedades físicas y químicas (cohesión, adhesión, humectabilidad) del vidrio con agua. La adherencia y la fuerza de cohesión se han determinado sobre la base de una metodología propia de medición utilizando un aparato especial. Los resultados de las mediciones anteriores se han complementado con mediciones seleccionadas de la humectabilidad del cuarzo por el aglutinante modificado. Asimismo, se han presentado resultados ejemplares de ensayos relativos a las propiedades básicas del moldeo sin adición del citado ligante. En conclusión, se ha presentado la influencia de la modificación del ligante en las propiedades de las arenas de moldeo.

INTRODUCCIÓN

Las arenas de moldeo con vidrio de agua son una alternativa a las arenas de moldeo con ligantes orgánicos tóxicos ampliamente utilizadas en fundición. Las ventajas de este tipo de arenas de moldeo incluyen: buena fluidez, pequeña productividad de gas y muy baja toxicidad. Sin embargo, su uso no es generalizado. Los factores que limitan su amplia aplicación son: alta sensibilidad a las condiciones ambientales (propiedades higroscópicas del ligante), baja fuerza de cohesión (que afecta negativamente a la resistencia de la arena de moldeo), pobres propiedades de noqueo y capacidad de regeneración de las arenas que lo contienen [1-5]. Por lo tanto, se intenta modificar el vidrio al agua con el fin de mejorar la fuerza de cohesión y la humectabilidad de la base por el aglutinante. La mayoría de los estudios sobre modificaciones del vidrio al agua se centraron en la aplicación de compuestos orgánicos utilizando sus grupos funcionales [4-6]. El desarrollo de la nanotecnología ha permitido la modificación del vidrio al agua utilizando nanopartículas [1, 7, 8], que debido a sus propiedades específicas (superficie específica multiplicada, capacidad de entrar en reacción química con el ligante) confieren propiedades favorables al material modificado. Cabe destacar que los cambios significativos demostrados en las propiedades físico-químicas de los ligantes modificados también pueden afectar a las demás propiedades de la arena de moldeo y, en consecuencia, a procesos tecnológicos tan importantes como la preparación de la arena de moldeo (por ejemplo, reduciendo el consumo de energía en estos procesos) [4, 9, 10-12].

MATERIALES, METODOLOGÍA Y EQUIPO DE MEDICIÓN

La modificación se realizó en un vaso de agua sódica:

R "145" con módulo M = 2,5 y densidad d²⁰ = 1 470 kg/m³, pH = 11,2.