La differenza tra silice pirogenica esilice precipitata
Il nerofumo bianco è un termine generico per silicati in polvere bianca amorfa e prodotti a base di silicato. Si riferisce principalmente a silice precipitata, silice pirogenica, gel di silice ultrafine e aerogel, inclusi silicato di alluminio sintetico in polvere e silicato di calcio. Secondo il metodo di produzione, la silice può essere suddivisa in silice per precipitazione e silice pirogenica (nome scientifico: silice pirogenica).
La silice fumata è nanoparticelle colloidali solide, flocculanti e semitrasparenti bianche, allo stato normale. Non è tossico e ha un'ampia superficie specifica (100 ~ 400 m2 / g). La silice fumata è tutta silice di grado nanometrico. La purezza del prodotto è superiore al 99,8%, il diametro delle particelle originali è di 10 ~ 40 nm e la silice precipitata è divisa in silice precipitata tradizionale e silice precipitata speciale. Il primo si riferisce alla silice, che è a base di acido (acido solforico, acido cloridrico, ecc.), CO2 e silicato di sodio. Quest'ultimo si riferisce alla tecnologia ad alta gravità, sol-gel e così via. Biossido di silicio prodotto con metodi speciali come il metodo del cristallo, il metodo a due cristallizzazioni o il metodo della microemulsione a micelle inverse.
1. Metodo di produzione della silice
Il metodo tradizionale di preparazione della silice consiste nell'utilizzare silicato di sodio, tetracloruro di silicio e ortosilicato di tetraetile come fonte di silicio. Ad eccezione del silicato di sodio, gli altri costi sono elevati. Il nuovo metodo utilizza minerali non metallici a basso costo come fonte di silicio, il che riduce notevolmente il costo di produzione della silice.
1.1 metodo in fase gassosa
È principalmente il metodo di deposizione chimica da vapore (CAV), noto anche come metodo di pirolisi, metodo a secco o metodo di combustione. Le sue materie prime sono il tetracloruro di silicio, l'ossigeno (o l'aria) e l'idrogeno, che si formano per reazione ad alta temperatura. L'equazione di reazione è la seguente
SiCl4 ＋ 2H2 ＋ O2—> SiO2 ＋ 4HCl
Dopo l'essiccazione, la depolverazione e il filtraggio, l'aria e l'idrogeno vengono inviati al forno di idrolisi sintetica. La materia prima di tetracloruro di silicio viene inviata all'evaporatore per il riscaldamento e l'evaporazione e l'aria essiccata e filtrata viene presa come vettore e inviata al forno di idrolisi sintetica. Dopo che il tetracloruro di silicio è gassificato ad alta temperatura, viene idrolizzato con una certa quantità di idrogeno e ossigeno (o aria) ad alta temperatura. In questo momento, le particelle di silice pirogenica sono molto fini e formano aerosol con il gas, che non è facile da catturare. Pertanto, viene prima aggregato in particelle più grandi nell'aggregatore, quindi raccolto dal separatore d'aria rotante e quindi inviato al forno di deacidificazione per spurgare la silice pirogenica con aria calda o vapore ausiliario. Il nero a pH 3,6 o superiore è il prodotto finito.
1.2 metodo di precipitazione
Il metodo di precipitazione, noto anche come metodo di acidificazione del silicato di sodio, utilizza una soluzione di silicato di sodio per reagire con l'acido per ottenere la silice attraverso precipitazione, filtrazione, lavaggio, essiccazione e calcinazione. L'equazione di reazione è la seguente
Na2SiO3 + 2H + -> silice + 2Na + + H20
La silice è un materiale di rinforzo indispensabile nell'industria della gomma. È ampiamente utilizzato in pneumatici, prodotti in gomma, resina, rivestimento, inchiostro, pesticidi, fabbricazione della carta, farmaceutica e altri settori industriali. Attualmente, più del 90% della silice in Cina viene utilizzata nell'industria della gomma, il 60% della quale viene utilizzata nell'industria calzaturiera.
2. Confronto tra silice pirogenica e silice precipitata
2.1 differenze strutturali tra silice pirogenica e silice precipitata
La silice fumata non viene né semplicemente frantumata né essiccata in modo speciale. In ogni caso, la particella più piccola è la particella primaria, ma si agglomererà più o meno (perché ci sono molti gruppi ossidrilici di silicio sulla sua superficie), e la superficie speciale è la sua proprietà più importante. Il gel di silice ha un'ampia superficie interna, motivo per cui ha una forte capacità di adsorbimento. Al contrario, le particelle primarie di silice pirogenica vengono idrolizzate dalla fiamma, che ha solo un'area superficiale esterna. Questo spiega anche perché le proprietà reologiche di molti sistemi combinati con silice pirogenica sono state notevolmente migliorate, come l'applicazione di silice pirogenica nei rivestimenti in polvere.
Figura 1. Confronto di modelli di struttura di silice pirogenica e silice precipitata
2.2 la differenza del numero di idrossile di silicio tra silice pirogenica e silice precipitata
La differenza di perdita per essiccamento della silice ha una grande influenza sulle caratteristiche del prodotto e sulle prestazioni dell'applicazione. Minore è la perdita di silice per essiccazione, meglio è. Ad esempio, minore è la perdita per essiccamento, migliore è l'isolamento della gomma siliconica utilizzata per il cavo. Una bassa perdita per essiccazione può aumentare la stabilità di adesivi e sigillanti aggiunti con silice durante lo stoccaggio. In effetti, la principale differenza tra la silice risiede nei diversi gruppi idrossilici di silicio (cioè SiOH / Nm2). La quantità di idrossile di silicio della silice pirogenica idrofila è compresa tra 2 e 3. Al contrario, il contenuto di idrossile di silicio della silice precipitata è di circa 6. Il contenuto di idrossile di silicio della silice modificata in superficie è inferiore a 1.
2.3 differenza di purezza del silicio tra silice pirogenica e silice precipitata
Notevole è anche la differenza di purezza della silice. Per quanto riguarda gli anioni, la silice pirogenica contiene solo una piccola quantità di ioni cloruro e impurità di ossido di metallo. Gli anioni della silice precipitata includono ioni radicali acidi, ioni alcalini e ioni di metalli alcalino terrosi (circa 1000 ppm). La differenza della tecnologia di processo porta alla differenza della purezza del prodotto.
Silice fumante> 99,8%
Silcia precipitata .95%