Różnica między zmatowioną krzemionką akrzemionka strącana
Biała sadza to ogólny termin określający białe bezpostaciowe proszkowe krzemiany i produkty krzemianowe. Dotyczy to głównie krzemionki strącanej, krzemionki pirogenicznej, ultradrobnego żelu krzemionkowego i aerożelu, w tym sproszkowanego syntetycznego krzemianu glinu i krzemianu wapnia. Zgodnie z metodą produkcji krzemionkę można podzielić na krzemionkę strąceniową i krzemionkę koloidalną (nazwa naukowa: krzemionka zmatowiona).
Krzemionka pirogeniczna to białe, bezpostaciowe, kłaczkowate, półprzezroczyste stałe koloidalne nanocząsteczki w stanie normalnym. Jest nietoksyczny i ma dużą powierzchnię właściwą (100 ~ 400m2 / g). Krzemionka pirogeniczna to w całości krzemionka o jakości nanometrycznej. Czystość produktu przekracza 99,8%, pierwotna średnica cząstek wynosi 10 ~ 40 nm, a krzemionka strącana jest podzielona na tradycyjną krzemionkę strącaną i specjalną krzemionkę strącaną. Pierwsza odnosi się do krzemionki, która jest oparta na kwasie (kwas siarkowy, kwas solny itp.), CO2 i krzemianie sodu. To ostatnie odnosi się do technologii wysokiej grawitacji, zol-żel i tak dalej. Dwutlenek krzemu wytwarzany specjalnymi metodami, takimi jak metoda krystaliczna, metoda dwóch krystalizacji lub metoda odwróconej mikroemulsji miceli.
1. Metoda produkcji krzemionki
Tradycyjną metodą przygotowania krzemionki jest użycie krzemianu sodu, tetrachlorku krzemu i ortokrzemianu tetraetylu jako źródła krzemu. Z wyjątkiem krzemianu sodu, inne koszty są wysokie. Nowa metoda wykorzystuje tanią niemetaliczną rudę jako źródło krzemu, co znacznie obniża koszty produkcji krzemionki.
1.1 metoda fazy gazowej
Jest to głównie metoda chemicznego osadzania z fazy gazowej (CAV), zwana również metodą pirolizy, metodą suchą lub metodą spalania. Jego surowcami są czterochlorek krzemu, tlen (lub powietrze) i wodór, które powstają w wyniku reakcji w wysokiej temperaturze. Równanie reakcji jest następujące
SiCl4 ＋ 2H2 ＋ O2—> SiO2 ＋ 4HCl
Po wysuszeniu, odpyleniu i przefiltrowaniu powietrze i wodór kierowane są do pieca do syntetycznej hydrolizy. Surowiec w postaci czterochlorku krzemu kierowany jest do wyparki w celu ogrzania i odparowania, a wysuszone i przefiltrowane powietrze jest pobierane jako nośnik i przesyłane do pieca do syntetycznej hydrolizy. Po zgazowaniu czterochlorku krzemu w wysokiej temperaturze, jest on hydrolizowany pewną ilością wodoru i tlenu (lub powietrza) w wysokiej temperaturze. W tym czasie cząsteczki zmatowionej krzemionki są bardzo drobne i wraz z gazem tworzą aerozol, który nie jest łatwy do wychwycenia. Dlatego jest najpierw agregowany w większe cząstki w agregatorze, a następnie zbierany przez obrotowy separator powietrza, a następnie przesyłany do pieca odkwaszającego w celu oczyszczenia zmatowionej krzemionki gorącym powietrzem lub parą pomocniczą.Czarny do pH 3,6 lub wyższego jest gotowym produktem.
1.2 metoda wytrącania
Metoda strącania, znana również jako metoda zakwaszania krzemianu sodu, wykorzystuje roztwór krzemianu sodu do reakcji z kwasem w celu uzyskania krzemionki poprzez wytrącanie, filtrację, przemywanie, suszenie i kalcynację. Równanie reakcji jest następujące
Na2SiO3 + 2H -> krzemionka + 2Na + + H20
Krzemionka jest niezbędnym materiałem wzmacniającym w przemyśle gumowym. Jest szeroko stosowany w oponach, produktach gumowych, żywicach, powłokach, tuszach, pestycydach, papiernictwie, farmacji i innych dziedzinach przemysłu. Obecnie ponad 90% krzemionki w Chinach jest wykorzystywanych w przemyśle gumowym, z czego 60% w przemyśle obuwniczym.
2. Porównanie koloidalnej krzemionki i strącanej
2.1 strukturalne różnice między krzemionką pirolityczną a strącaną
Krzemionka pirogeniczna nie jest po prostu kruszona ani specjalnie suszona. W każdym razie najmniejsza cząsteczka jest cząstką pierwotną, ale będzie się gromadzić mniej więcej (ponieważ na jej powierzchni jest dużo grup hydroksylowych krzemu), a jej najważniejszą właściwością jest specjalna powierzchnia. Żel krzemionkowy ma dużą powierzchnię wewnętrzną, dzięki czemu ma dużą zdolność adsorpcji. W przeciwieństwie do tego, pierwotne cząstki zmatowionej krzemionki są hydrolizowane przez płomień, który ma tylko zewnętrzną powierzchnię. Wyjaśnia to również, dlaczego właściwości reologiczne wielu systemów połączonych z pirogeniczną krzemionką zostały znacznie poprawione, na przykład w przypadku zastosowania zmatowionej krzemionki w powłokach proszkowych.
Rysunek 1. Porównanie modeli struktury krzemionki koloidalnej i strącanej
2.2 różnica liczby hydroksylowej krzemu między zmatowioną krzemionką a strącaną krzemionką
Różnica strat krzemionki podczas suszenia ma duży wpływ na właściwości produktu i wydajność aplikacji. Im mniejsze straty krzemionki podczas suszenia, tym lepiej. Na przykład im mniejsze straty podczas suszenia, tym lepsza izolacja z kauczuku silikonowego użytego do produkcji kabli. Niskie straty podczas suszenia mogą zwiększyć stabilność klejów i uszczelniaczy dodawanych z krzemionką podczas przechowywania. W rzeczywistości główna różnica między krzemionką polega na różnych krzemowych grupach hydroksylowych (to jest SiOH / Nm2). Ilość krzemu hydroksylowego w hydrofilowej zmatowionej krzemionce koloidalnej wynosi od 2 do 3. W przeciwieństwie do tego, zawartość krzemu hydroksylowego w strącanej krzemionce wynosi około 6. Zawartość krzemu hydroksylowego w krzemionce modyfikowanej powierzchniowo jest mniejsza niż 1.
2.3 różnica czystości krzemu między krzemionką pirogeniczną a strącaną
Na uwagę zasługuje również różnica w czystości krzemionki. Jeśli chodzi o aniony, to zmatowiona krzemionka zawiera tylko niewielką ilość jonów chlorkowych i zanieczyszczeń tlenkami metali. Aniony strącanej krzemionki obejmują jony rodników kwasowych, jony alkaliczne i jony metali ziem alkalicznych (około 1000 ppm). Różnica w technologii procesu prowadzi do różnicy w czystości produktu.
Krzemionka koloidalna> 99,8%
Wytrącona silcia 0,95%