Savustun piidioksidin jasaostettu piidioksidi
Valkoinen hiilimusta on yleinen termi valkoisille amorfisiin jauhesilikaatti- ja silikaattituotteisiin. Se viittaa pääasiassa saostettuun piidioksidiin, savustettuun piidioksidiin, ultrapieneen piidioksidigeeliin ja aerogeeliin, mukaan lukien jauhettu synteettinen alumiinisilikaatti ja kalsiumsilikaatti. Tuotantomenetelmän mukaan piidioksidi voidaan jakaa saostumissiilioksidiin ja savustettuun piidioksidiin (tieteellinen nimi: huuruinen piidioksidi).
Fumed silika on valkoinen amorfinen flocculent läpikuultava kiinteä kolloidinen nanohiukkaset normaalissa tilassa. Se on myrkytön ja sillä on suuri erityinen pinta-ala (100 ~ 400m2 / g). Fumed silika on nanometriluokan piidioksidia. Tuotteen puhtaus on yli 99,8%, alkuperäinen hiukkashalkaisija on 10 ~40nm ja saostettu piidioksidi on jaettu perinteiseen saostettuun piidioksidiin ja erityiseen saostettuun piidioksidiin. Ensimmäinen viittaa piidioksidiin, joka perustuu happoon (rikkihappo, suolahappo jne.), CO2:een ja natriumsilikaattiin. Jälkimmäinen viittaa korkean painovoiman, sol-geelin ja niin edelleen teknologiaan. Piidioksidi, joka on tuotettu erityismenetelmillä, kuten kristallimenetelmällä, kahdella kiteytysmenetelmällä tai käänteisellä micelle-mikroemulsiomenetelmällä.
1. Piidioksidin tuotantomenetelmä
Perinteinen piidioksidin valmistamismenetelmä on käyttää piilähteenä natriumsilikaattia, piitetrakloridia ja tetraetyyliortosilikaattia. Natriumsilikaattia lukuun ottamatta muut kustannukset ovat korkeat. Uudessa menetelmässä silikoninlähteenä käytetään halpaa ei-metallistamalmista, mikä alentaa piidioksidin tuotantokustannuksia huomattavasti.
1.1 Kaasuvaihemenetelmä
Se on pääasiassa kemiallinen höyryn laskeumamenetelmä (CAV), jota kutsutaan myös pyrolyysimenetelmäksi, kuivamenetelmäksi tai palamismenetelmäksi. Sen raaka-aineet ovat piitetrakloridi, happi (tai ilma) ja vety, jotka muodostuvat reaktiosta korkeassa lämpötilassa. Reaktioyhtälö on seuraava:
SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl
Kuivauksen, kuivauksen ja suodatuksen jälkeen ilma ja vety lähetetään synteettiseen hydrolyysiuuniin. Piitetrakloridin raaka-aine lähetetään haihduttimeen lämmitykseen ja haihtumiseen, ja kuivattu ja suodatettu ilma otetaan kantajaksi ja lähetetään synteettiseen hydrolyysiuuniin. Kun piitetrakloridi kaasutetaan korkeassa lämpötilassa, se hydrolysoituu tietyllä määrällä vetyä ja happea (tai ilmaa) korkeassa lämpötilassa. Tällä hetkellä savustunut piidioksidin hiukkaset ovat erittäin hienojakoisia ja muodostavat aerosolin kaasun kanssa, jota ei ole helppo kaapata. Sen vuoksi se kootaan ensin suuremmiksi hiukkasiksi aggregaattorissa ja kerätään sitten pyörivällä ilmanerottimella ja lähetetään sitten happamoitusuuniin puhdistamaan höyrytettyä piidioksidia kuumalla ilmalla tai lisähöyryllä Musta pH 3.6:een tai sitä suurempaan on valmis tuote.
1.2 saostusmenetelmä
Saostusmenetelmässä, jota kutsutaan myös natriumsilikaattien happamoitumismenetelmäksi, käytetään natriumsilikaattiliuosta reagoimaan hapon kanssa piidioksidin saamiseksi saostumisen, suodatuksen, pesun, kuivauksen ja kalsinoinnin avulla. Reaktioyhtälö on seuraava:
Na2SiO3 + 2H + - > piidioksidi + 2Na + + H20
Silika on välttämätön vahvistava materiaali kumiteollisuudessa. Sitä käytetään laajalti renkaiden, kumituotteiden, nastan, pinnoitteen, musteen, torjunta-aineiden, paperinvalmistuksen, lääkkeiden ja muiden teollisuudenalojen aloilla. Tällä hetkellä yli 90 prosenttia Kiinan piidioksidista käytetään kumiteollisuudessa, josta 60 prosenttia käytetään kenkäteollisuudessa.
2. Höyrystyneen piidioksidin ja saostuneen piidioksidin vertailu
2.1 Savustun piidioksidin ja saostuneen piidioksidin rakenteelliset erot
Fumed silika ei ole yksinkertaisesti murskattu eikä erityisesti kuivattu. Joka tapauksessa pienin hiukkanen on primaarihiukkanen, mutta se agglomeroituu enemmän tai vähemmän (koska sen pinnalla on paljon piihydroksyyliryhmiä), ja erityinen pinta on sen tärkein ominaisuus. Silikageelillä on suuri sisäpinta-ala, minkä vuoksi sillä on vahva adsorptiokyky. Sen sijaan savustuneen piidioksidin primäärihiukkaset hydrolysoituvat liekillä, jonka pinta-ala on vain ulkoinen. Tämä selittää myös sen, miksi monien järjestelmien reologisia ominaisuuksia yhdistettynä savustettuun piidioksidiin on parannettu huomattavasti, kuten huuruisen piidioksidin käyttö jauhepinnoitteissa.
Kuva 1. Höyrystyneen piidioksidin ja saostuneen piidioksidin rakennemallien vertailu
2.2 piin hydroksyylimäärän ero savustun piidioksidin ja saostuneen piidioksidin välillä
Piidioksidin kuivaushäviön erolla on suuri vaikutus tuotteen ominaisuuksiin ja käyttökykyyn. Mitä pienempi piidioksidin kuivaushäviö, sen parempi. Mitä pienempi kuivaushäviö on, sitä parempi on kaapeliin käytetyn silikonikumierityksen eristys. Vähäinen kuivaushäviö voi lisätä piidioksidilla varastoinnin aikana lisättyjen liimojen ja tiivistysten stabiilisuusta. Itse asiassa suurin ero piidioksidin välillä on eri piihydroksyyliryhmissä (toisin kuin SiOH / Nm2). Hydrofiilisen huuruisen piidioksidin piihydroksyylimäärä on 2–3. Sen sijaan saostuneen piidioksidin piihydroksyylipitoisuus on noin 6. Pinta modifioidun piidioksidin piihydroksyylipitoisuus on alle 1.
2.3 Piin puhtauden ero savustetussa piidioksidissa ja saostetussa piidioksidissa
Piidioksidin puhtauden ero on myös huomionarvoinen. Anionit sisältävät vain pienen määrän kloridi-ioneja ja metallioksidin epäpuhtauksia. Saostuneen piidioksidin anioneja ovat happoradikaalit ionit, emäksiset ionit ja emäksiset maametalli-ionit (noin 1000 ppm). Prosessiteknologian ero johtaa tuotteen puhtauden eroihin.
Savustettu piidioksidi >99,8%
Saostettu silcia .95%