Sol-Gel-Übergänge in Tonmineraldispersionen

Donner, Gabriele

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Salze (Natriumchlorid, Calciumchlorid, Cadmiumchlorid, Aluminiumnitrat und Natriumphosphaten) auf die Stabilität und das Fließverhalten von Montmorillonitdispersionen untersucht. Zu diesem Zweck wurden Bentonite aus Wyoming, Griechenland, der Türkei und aus Bayern gereinigt und in die Natriumform überführt. Die kritische Koagulationskonzentration der stark verdünnten Dispersionen wurde durch visuelle Beurteilung ermittelt. Höher konzentrierte Dispersionen wurden durch rheologische Messungen beurteilt. Dabei wurden Fließgrenzen, Hystereseflächen und Komplianzen bestimmt. Die ck-Werte bestätigen den typischen Einfluss der ein- bzw. zweiwertigen Kationen. Die „verflüssigende“ Wirkung des Phosphates zeigt sich sehr ausgeprägt bei niedrigen Montmorillonitgehalten. Nach dem Überschreiten der kritischen Koagulationskonzentrationen nehmen die Fließgrenzen stark zu. Dabei kommt es häufig zu starken Schwankungen durch nicht homogene Koagulation. Dies trat insbesondere in Dispersionen mit Aluminiumnitrat und Natronlauge auf, die bei sehr hohen Konzentrationen ein Gel mit makroskopisch sichtbaren Flocken bildeten. Die Wertigkeit der Gegenionen wirkt sich deutlich auf die Sol-Gel-Zustandsdiagramme aus. Calciumchlorid, Cadmiumchlorid und Aluminiumnitrat bilden schon bei deutlich niedrigerer Salzkonzentration attraktive Gele aus.

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Donner, Gabriele: Sol-Gel-Übergänge in Tonmineraldispersionen. 2004.

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