Перекись водорода в качестве пенообразователя

Выделение газа при разложении перекиси водорода или некоторых ее реакциях является основой использования ее в производстве пористых изделий. Она находит, например, применение при изготовлении пористых бетонных строительных блоков, в производстве пенистой резины. Для многих из этих видов применения перекись водорода обладает тем преимуществом перед другими химическими веществами, что она может выделять газ без нагревания и образующийся остаток, а именно вода, совершенно безвреден. Перекись водорода может служить также удобным источником чистого кислорода. Газ, образующийся при разложении, можно использовать так же, как флотационный реагент, например для регенерации бумажной массы из отходов фабрик.

Применение в производстве пористого бетона и пористой керамики

Во многих случаях строительства для снижения общего веса здания или повышения теплоизоляционных свойств желательно применять строительные блоки или другие стройматериалы низкого удельного веса. В США в бетонную смесь для этой цели часто вводят вспученный перлит или другой легкий заполнитель. В Германии как до второй мировой войны, так и во время нее проводилась значительная экспериментальная работа по применению перекиси водорода для получения пористых изделий из цементных смесей. Техника производства была различной в зависимости от природы заполнителя и желательных свойств конечного продукта. Типичная смесь имеет нижеследующий состав (причем отдельные ингредиенты вводятся в порядке перечисления):

• 600 кг тонкозернистого песка;
• 300 кг цемента;
• вода;
• 3,5 л 40%-ной перекиси водорода;
• гипохлорит кальция в количестве, эквивалентном перекиси водорода в соответствии с реакцией.

По имеющимся данным, применение катализаторов для разложения перекиси водорода в этом случае не приводит к удовлетворительным резуль­татам. Гипохлорит кальция действует не как катализатор, а реагирует по следующему уравнению:

СаОС1₂ + Н₂0₂ -> СаС1₂ + Н₂0 + 0₂.

Сообщается, что получавшиеся таким образом строительные блоки обладали удельным весом около 1, прочностью на сжатие примерно 25—30 кг!см^% и изолирующей способностью, превышавшей в 2—3 раза изолирующую способность обыкновенных строительных блоков. Эти блоки в значительных количествах использовались германской армией в качестве стройматериала. При удвоении количества перекиси водорода и добавке около 0,7% целлюлозной крошки из древесной целлюлозы (в расчете на сухой вес цемента вместе с песком) можно получать блоки удельного веса около 0,5 и прочностью на сжатие 20 кг/см². Вырабатывались также пористые гипсовые блоки, причем в данном •случае применялись еще и катализаторы разложения перекиси водорода; блоки имели удельный вес около 0,3 и сопротивление сжатию около 4 кг/см*.

В новейших патентах также описываются различные способы получения аналогичных пористых веществ и пористой керамики. Типичный рецепт включает следующие составные части: глину, гипс, воду, небольшое количество смачивающего агента, перекись водорода, едкий натр для повышения рН до 8—10 и катализатор разложения перекиси водорода, например сульфат двухвалентного марганца. Пористый бетон, полученный с применением перекиси водорода, хуже сцепляется со стальной арматурой в железобетоне, чем обычный бетон, так как перекись водорода разлагается на поверхности металла с образованием газовой пленки между металлическим стержнем и бетоном.

Применение в производстве пенистой резины

Изделия из пенистой резины готовят из натурального или синтетического латекса, смешивая его не только с обычными агентами для вулканизации, наполнителями, пигментами и т. п., но еще и с химическим веществом, выделяющим газ. Обычно в качестве газообразователя используется перекись водорода; на различные рецепты для этой цели выданы патенты. В некоторых случаях добавляют еще органический агент разложения (например, каталазу или такой полиамин, как этилендиамин), в других же случаях сами присутствующие ингредиенты вызывают достаточно быстрое разложение перекиси водорода. Вспененному латексу обычно дают расширяться до желательных размеров в форме, после чего его подвергают желатинизации и вулканизации. По одному из процессов латексную пену подвергают быстрому замораживанию в форме для сохранения ее конфигурации и ячеистой структуры, а затем вулканизуют и промывают. Качество конечного продукта сильно зависит от последовательности введения отдельных ингредиентов и времени, протекающего между различными добавками; перекись водорода обычно, хотя и не все­гда, вводится последней.

Применение в качестве источника кислорода

Перекись водорода как специальное средство для генерирования кислорода широким распространением не пользуется, если не считать лабораторного применения. Перекись водорода предложена для пополнения атмосферы кислородом (например, в подводной лодке); она находит также некоторое применение для увеличения содержания кислорода в воде при перевозке рыбной молоди. Представляет интерес и может быть экономически оправдано использование концентрированной перекиси водорода в качестве источника кислорода для сварки и других целей в отдаленных местностях, поскольку при перевозке 90%-ной перекиси водорода достигается экономия в весе больше чем на 50% по сравнению с перевозкой эквивалентного количества кислорода в обычных баллонах; еще большая экономия достигается на возврате опорожненной та­ры. Однако если требуются большие количества кислорода, то экономически целесообразнее построить установку для производства жидкого кислорода.

Разбавленные растворы перекиси водорода являются удобным источником получения небольших количеств кислорода, которые могут потребоваться, например, в лабораторных работах или для демонстрации на лекциях. Удобным методом является введение раствора перекиси водорода в сосуд или прибор, работающий по принципу аппарата Киппа и содержащий твердый катализатор, например двуокись марганца.