第五章熔体与玻璃体 第一节熔体的结构聚合物理论 硅酸盐熔体中有多种负离子集团同时存在 如Na20Si02熔体中有:[Si20n]-6(单体) [Si301o]-8(二聚体) [SinOn+1 2n+2 2、此外还有“三维晶格碎片”[Si02l]n,其边缘 有断键,内部有缺陷
第五章 熔体与玻璃体 第一节 熔体的结构——聚合物理论 1、 硅酸盐熔体中有多种负离子集团同时存在： 如Na2O—SiO2熔体中有：[Si2O7]-6（单体）、 [Si3O10]-8（二聚体）……[SinO3n+1]-（2n+2）； 2、此外还有“三维晶格碎片”[SiO2]n，其边缘 有断键，内部有缺陷
、熔体组成与结构 体化学键分析 最基本的离子是Si,0和碱或碱土金属离子。 Sⅰ-0键具有高键能、方向性和低配位等特点。 熔体中R一0键的键性以离子键为主。 当R20、R0引入硅酸盐熔体中时,S4能把R-0上 的氧离子吸引到自己周围,使Siⅰ一0键的键强、键长、 键角发生改变,最终使桥氧断裂
二、熔体组成与结构 1.熔体化学键分析 最基本的离子是Si,O和碱或碱土金属离子。 Si－O键具有高键能、方向性和低配位等特点。 熔体中R－O键的键性以离子键为主。 当R2O、RO引入硅酸盐熔体中时，Si4+能把R－O上 的氧离子吸引到自己周围，使Si－O键的键强、键长、 键角发生改变，最终使桥氧断裂
2Na20Si02熔体聚合物的形成过程 (1)石英的分化 石英颗粒表面有断键, 并与空气中水汽作用生成Si一0H键, 与Na20相遇时发生离子交换: Si-O--Na (=0
2.Na2O—SiO2熔体聚合物的形成过程 (1) 石英的分化 石英颗粒表面有断键， 并与空气中水汽作用生成Si－OH键， 与Na2O相遇时发生离子交换： Si O Na O O 1 2 2
分化过程示意图 N +2NaD→ (2)0)→9Na H H 〔B) 三维晶格碎片 各种低聚物 取决于温度、组成、时间 各种高聚物
分化过程示意图 三维晶格碎片 各种低聚物 取决于温度、组成、时间 各种高聚物
2Na20Si02熔体聚合物的形成过程 (2)升温和无序化: 以S02结构作为三维聚合物、二维聚 合物及线性聚合物。在熔融过程中随时 间延长,温度上升,熔体结构更加无序 化
2.Na2O—SiO2熔体聚合物的形成过程 (2) 升温和无序化： 以SiO2结构作为三维聚合物、二维聚 合物及线性聚合物。在熔融过程中随时 间延长，温度上升，熔体结构更加无序 化
2Na20Si02熔体聚合物的形成过程 (3)缩聚反应 各种低聚物相互作用形成高聚物一 [Sio4 Na4+ [sio4JNaa [si2o刀]Na6+Na2O [Sio4]Na4+[Si2o7JNa6-[Si3O10Na8+ Na,o 2[]Nag-[SiO3]6Na12+2 Na2O
2.Na2O—SiO2熔体聚合物的形成过程 (3) 缩聚反应 各种低聚物相互作用形成高聚物----- n [SiO4]Na4+ [SiO4]Na4—— [Si2O7]Na6+Na2O n [SiO4]Na4+[Si2O7]Na6 ——[Si3O10]Na8+ Na2O n 2[Si3O10]Na8—— [SiO3]6Na12+2 Na2O
三、熔体温度与结构 (1)当熔体组成不变时,随温度升高,低聚 物数量增加;否则反之。 (2)当温度不变时,熔体组成的0/Si比(R) 高,则表示碱性氧化物含量较高,分化 作用增强,低聚物也增多
三、熔体温度与结构 (1)当熔体组成不变时，随温度升高，低聚 物数量增加；否则反之。 (2) 当温度不变时，熔体组成的O/Si比(R) 高，则表示碱性氧化物含量较高，分化 作用增强，低聚物也增多
聚合物形成的三个阶段: 初期:主要是石英颗粒的分化; 中期:缩聚反应并伴随聚合物的变形; 后期:在一定温度(高温)和一定时间(足 够长)下达到聚合兮解聚平衡
聚合物形成的三个阶段： n 初期：主要是石英颗粒的分化； n 中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形； n 后期：在一定温度(高温)和一定时间(足 够长) 下达到聚合 解聚平衡
最终熔体组成是: 不同聚合程度的各种聚合体的混合物。即 低聚物、高聚物、三维碎片、游离碱、 吸附物 聚合体的种类、大小和数量随熔体组成和 温度而变化
最终熔体组成是： 不同聚合程度的各种聚合体的混合物。即 低聚物、高聚物、 三维碎片、游离碱、 吸附物。 聚合体的种类、大小和数量随熔体组成和 温度而变化
四、聚合物理论要点 (1)硅酸盐熔体是由不同级次、不同大小、 不同数量的聚合物组成的混合物。所谓 的聚合物是指由[Si04]连接起来的硅酸 盐聚离子。 (2)聚合物的种类、大小、分布决定熔体 结构,各种聚合物处于不断的物理运动 和化学运动中,并在一定条件下达到平 衡
四、聚合物理论要点 （1）硅酸盐熔体是由不同级次、不同大小、 不同数量的聚合物组成的混合物。所谓 的聚合物是指由[SiO4]连接起来的硅酸 盐聚离子。 （2）聚合物的种类、大小、分布决定熔体 结构，各种聚合物处于不断的物理运动 和化学运动中，并在一定条件下达到平 衡