Razlika između dimljenog silicijevog dioksida iistaloženi silicijev dioksid
Bijela čađa općeniti je pojam za bijele amorfne silikate u prahu i silikatne proizvode. Uglavnom se odnosi na istaloženi silicijev dioksid, dimljeni silicijev dioksid, ultrafini silikagel i aerogel, uključujući sintetizirani aluminijski silikat u prahu i kalcijev silikat. Prema proizvodnoj metodi silicijev dioksid možemo podijeliti na silicijum za oborine i dimni silicijev dioksid (znanstveni naziv: dimljeni silicijev dioksid).
Punjeni silicijev dioksid bijele su amorfne flokulentne prozirne krute koloidne nanočestice u normalnom stanju. Nije toksičan i ima veliku specifičnu površinu (100 ~ 400m2 / g). Punjeni silicijev dioksid je nanometarski silicijev dioksid. Čistoća proizvoda je više od 99,8%, izvorni promjer čestica je 10 ~ 40 nm, a istaloženi silicijev dioksid podijeljen je na tradicionalni istaloženi silicijev dioksid i posebno istaloženi silicijev dioksid. Prvi se odnosi na silicijev dioksid koji se temelji na kiselini (sumporna kiselina, klorovodična kiselina itd.), CO2 i natrijevom silikatu. Potonje se odnosi na tehnologiju visoke gravitacije, sol-gel, i tako dalje. Silicijev dioksid proizveden posebnim metodama poput kristalne metode, metode dvije kristalizacije ili reverzne mikroemulzijske metode micele.
1. Način proizvodnje silicijevog dioksida
Tradicionalna metoda pripreme silicijevog dioksida je upotreba natrijevog silikata, silicij tetraklorida i tetraetil ortosilikata kao izvora silicija. Osim natrijevog silikata, ostali su troškovi visoki. Nova metoda koristi jeftinu nemetalnu rudu kao izvor silicija, što uvelike smanjuje troškove proizvodnje silicijevog dioksida.
1.1 metoda plinske faze
To je uglavnom metoda kemijskog taloženja (CAV), poznata i kao metoda pirolize, suha metoda ili metoda izgaranja. Njegove su sirovine silicijev tetraklorid, kisik (ili zrak) i vodik koji nastaju reakcijom na visokoj temperaturi. Jednadžba reakcije je sljedeća
SiCl4 ＋ 2H2 ＋ O2—> SiO2 ＋ 4HCl
Nakon sušenja, otprašivanja i filtriranja zrak i vodik se šalju u peć za sintetsku hidrolizu. Sirovina silicijevog tetraklorida šalje se u isparivač radi zagrijavanja i isparavanja, a osušeni i filtrirani zrak uzima se kao nosač i šalje u peć za sintetsku hidrolizu. Nakon što se silicijev tetraklorid uplini, na visokoj temperaturi, hidrolizira se s određenom količinom vodika i kisika (ili zraka) na visokoj temperaturi. Trenutno su čestice ispušanog silicijevog dioksida vrlo fine i stvaraju aerosol s plinom, što nije lako uhvatiti. Stoga se prvo agregira u veće čestice u agregatoru, a zatim sakuplja rotacijskim separatorom zraka, a zatim se šalje u peć za odkiseljavanje kako bi se propuhao zapušeni silicijev dioksid vrućim zrakom ili pomoćnom parom. Crna do pH 3,6 ili više je gotov proizvod.
1.2 metoda oborina
Metoda taloženja, poznata i kao metoda zakiseljavanja natrijevim silikatom, koristi otopinu natrijevog silikata za reakciju s kiselinom da bi se dobilo silicijev dioksid taloženjem, filtracijom, ispiranjem, sušenjem i kalcinacijom. Jednadžba reakcije je sljedeća
Na2SiO3 "2H" -> silicijev dioksid + 2Na + + H20
Silicijev dioksid je nezamjenjiv ojačavajući materijal u gumarskoj industriji. Široko se koristi u gumama, gumenim proizvodima, smoli, premazu, tinti, pesticidima, proizvodnji papira, farmaciji i drugim industrijskim područjima. Trenutno se više od 90% silicijevog dioksida u Kini koristi u gumarskoj industriji, od čega se 60% koristi u industriji cipela.
2. Usporedba dimljenog silicijevog dioksida i istaloženog silicijevog dioksida
2.1 strukturne razlike između dimljenog silicijevog dioksida i istaloženog silicijevog dioksida
Dimljeni silicijev dioksid nije jednostavno usitnjen niti posebno osušen. U svakom slučaju, najmanja čestica je primarna čestica, ali će se više ili manje aglomerirati (jer na njenoj površini ima puno silicijevih hidroksilnih skupina), a posebna površina je njezino najvažnije svojstvo. Silikagel ima veliku unutarnju površinu, što je razlog zašto ima snažnu adsorpcijsku sposobnost. Suprotno tome, primarne čestice dimljenog silicijevog dioksida hidroliziraju se plamenom koji ima samo vanjsku površinu. To također objašnjava zašto su reološka svojstva mnogih sustava u kombinaciji s dimljenim silicijevim dioksidom znatno poboljšana, kao što je primjena dimljenog silicijevog dioksida u praškastim premazima.
Slika 1. Usporedba strukturnih modela dimljenog silicijevog dioksida i istaloženog silicijevog dioksida
2.2 razlika silicijevog hidroksilnog broja između ispuhanog i precipitiranog silicijevog dioksida
Razlika u gubitku sušenja silicijevog dioksida ima velik utjecaj na karakteristike proizvoda i performanse primjene. Što su niži gubici silicijevog dioksida u sušenju, to bolje. Primjerice, što su gubici sušenja manji, to je bolja izolacija silikonske gume koja se koristi za kabel. Mali gubici pri sušenju mogu povećati stabilnost ljepila i brtvila dodanih silicijevim dioksidom tijekom skladištenja. Zapravo, glavna razlika između silicijevog dioksida leži u različitim silicijevim hidroksilnim skupinama (to jest, SiOH / Nm2). Količina silicijevog hidroksila hidrofilnog dimljenog silicijevog dioksida je između 2 i 3. Nasuprot tome, sadržaj silicijevog hidroksila istaloženog silicijevog dioksida je oko 6. Sadržaj silicijevog hidroksila površinski modificiranog silicijevog dioksida je manji od 1.
2.3 Razlika čistoće silicija između dimljenog i taloženog silicijevog dioksida
Također je vrijedna razlika u čistoći silicijevog dioksida. Što se aniona tiče, dimljeni silicijev dioksid sadrži samo malu količinu kloridnih iona i nečistoća metalnih oksida. Anioni istaloženog silicijevog dioksida uključuju ione kiselinskih radikala, alkalne ione i ione zemnoalkalijskih metala (oko 1000 ppm). Razlika u procesnoj tehnologiji dovodi do razlike u čistoći proizvoda.
Punjeni silicijev dioksid> 99,8%
Precipitirana silcija, 95%