Razlika između dimljenog silicijevog dioksida iistaloženi silicijum dioksid
Bijela čađa je općeniti izraz za bijele amorfne silikate u prahu i silikatne proizvode. Uglavnom se odnosi na istaloženi silicijev dioksid, dimljeni silicijum dioksid, ultrafini silikagel i aerogel, uključujući sintetički aluminijumski silikat u prahu i kalcijum silikat. Prema proizvodnoj metodi silicijum dioksid se može podijeliti na silicijum za oborine i dimni silicij (znanstveni naziv: dimljeni silicijev dioksid).
Punjeni silicijum dioksid su bijele 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 silicijum dioksid, koji se temelji na kiselini (sumporna kiselina, klorovodična kiselina, itd.), CO2 i natrijum silikatu. Potonje se odnosi na tehnologiju velike gravitacije, sol-gel, i tako dalje. Silicijum dioksid proizveden posebnim metodama kao što su kristalna metoda, metoda dvije kristalizacije ili reverzna micelska mikroemulzija.
1. Način proizvodnje silicijevog dioksida
Tradicionalna metoda pripreme silicijevog dioksida je upotreba natrijum-silikata, silicijum-tetraklorida i tetraetil-ortosilikata kao izvora silicija. Osim natrijevog silikata, drugi su troškovi visoki. Nova metoda koristi jeftinu nemetalnu rudu kao izvor silicija, što u velikoj mjeri smanjuje troškove proizvodnje silicijevog dioksida.
1.1 metoda gasne faze
To je uglavnom metoda hemijskog taloženja (CAV), poznata i kao metoda pirolize, suha metoda ili metoda sagorijevanja. Njegove sirovine su silicijum tetraklorid, kiseonik (ili vazduh) i vodonik, koji nastaju reakcijom na visokoj temperaturi. Jednadžba reakcije je sljedeća
SiCl4 ＋ 2H2 ＋ O2—> SiO2 ＋ 4HCl
Nakon sušenja, otprašivanja i filtriranja, zrak i vodonik se šalju u peć za sintetičku hidrolizu. Sirovina silicijum-tetraklorida šalje se u isparivač radi zagrijavanja i isparavanja, a osušeni i filtrirani zrak uzima se kao nosač i šalje u peć za sintetičku hidrolizu. Nakon što se silicijum tetrahlorid gasifikuje na visokoj temperaturi, hidrolizuje se sa određenom količinom vodonika i kiseonika (ili vazduha) na visokoj temperaturi. Trenutno su čestice isparenog silicijevog dioksida vrlo fine i stvaraju aerosol sa plinom, što nije lako uhvatiti. Zbog toga se prvo agregira u veće čestice u agregatoru, a zatim sakuplja rotacijskim separatorom zraka, a zatim šalje u peć za odkiseljavanje kako bi se ispuhani dim kreme pročistio vrućim zrakom ili pomoćnom parom. Crna do pH 3,6 ili više je gotov proizvod.
1.2 metoda padavina
Metoda taloženja, poznata i kao metoda zakiseljavanja natrijum-silikata, koristi otopinu natrijum-silikata za reakciju sa kiselinom da bi se dobilo silicijum dioksidom taloženjem, filtracijom, pranjem, 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, mastilu, pesticidima, proizvodnji papira, farmaciji i drugim industrijskim poljima. 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 taloženog silicijum 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 njeno najvažnije svojstvo. Silikagel ima veliku unutrašnju površinu, što je razlog zašto ima snažnu adsorpcionu sposobnost. Suprotno tome, primarne čestice isparenog silicijum dioksida hidrolizuje plamen koji ima samo spoljnu površinu. Ovo takođe objašnjava zašto su reološka svojstva mnogih sistema u kombinaciji sa dimljenim silicijevim dioksidom znatno poboljšana, kao što je primjena dimljenog silicijevog dioksida u praškastim premazima.
Slika 1. Usporedba strukturnih modela dimljenog silicijevog dioksida i taloženog silicijevog dioksida
2.2. Razlika silicijevog hidroksilnog broja između penušavog i precipitiranog silicijum dioksida
Razlika u gubicima sušenja silicijevog dioksida ima veliki utjecaj na karakteristike proizvoda i performanse primjene. Što su niži gubici silicijevog dioksida u sušenju, to bolje. Na primjer, što su gubici sušenja manji, to je bolja izolacija silikonske gume koja se koristi za kabel. Mali gubici pri sušenju mogu povećati stabilnost lepkova i zaptivnih masa koji se dodaju silicijum dioksidom tokom skladištenja. Zapravo, glavna razlika između silicijevog dioksida leži u različitim silicijevim hidroksilnim skupinama (to jest, SiOH / Nm2). Količina silicijum hidroksila hidrofilnog dimljenog silicijum dioksida je između 2 i 3. Nasuprot tome, sadržaj silicijum hidroksila taloženog silicijum dioksida je oko 6. Sadržaj silicijum hidroksila površinski modificiranog silicijevog dioksida je manji od 1.
2.3 Razlika čistoće silicija između dimljenog silicijum dioksida i taloženog silicijum dioksida
Vrijedna je pažnje i razlika u čistoći silicijevog dioksida. Što se aniona tiče, dimljeni silicijum dioksid sadrži samo malu količinu hloridnih jona i nečistoća metalnih oksida. Anioni taloženog silicijum dioksida uključuju jone kiselih radikala, alkalne jone i jone zemnoalkalnih metala (oko 1000 ppm). Razlika u procesnoj tehnologiji dovodi do razlike u čistoći proizvoda.
Punjeni silicijum dioksid> 99,8%
Precipitirana silcija, 95%