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      白炭黑的性質(zhì)、制法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和用途

      2024-06-24 09:11:10

      登記號(hào):CAS[7631-86-9]

      結(jié)構(gòu)式:SiO2?nH2O

       

      性質(zhì):

      白色無(wú)定形粉末,質(zhì)輕。

      原始粒徑0.3μm以下。密度2.319~2.653g/Cm?。熔點(diǎn)1750℃。

      吸潮后形成聚合細(xì)顆粒。有很高的絕緣性。不溶于水與酸,溶于氫氧化鈉和氫氟酸。高溫不分解。有吸水性。對(duì)基質(zhì)和活性成分及添加劑顯示出化學(xué)惰性。對(duì)維生素、激素、氟化物、抗生素、酶制劑及化妝品中常用的許多活性成分都有良好的相容性。

      由于具有多孔性極大的比表面積,在生膠中有較大的分散力。填充于橡膠中顯示出高的補(bǔ)強(qiáng)性。用于涂層中可以消光。

      白炭黑的主要成份是二氧化硅,因其具有對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用而俗稱為白炭黑。工業(yè)化生產(chǎn)的白炭黑按其生產(chǎn)技術(shù)的不同可分為兩個(gè)大的類別,一種是沉淀水合二氧化硅,另一種是氣相二氧化硅。兩類產(chǎn)品的都有成熟的工藝,通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù),已能生產(chǎn)出多達(dá)數(shù)十個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品,以適應(yīng)各個(gè)領(lǐng)域、行業(yè)、產(chǎn)品的個(gè)性化需求。

       

      制法:

      1.鹽酸分解法

      先將密度為1.100g/Cm?的水玻璃溶液[其中Na2O與SiO2質(zhì)量比在(1:2.4)~(1:3.4),濃度在4%~10%為宜]和密度為1.060g/Cm?氯化鈉水溶液進(jìn)行鹽析,再用31%的鹽酸(也可用硫酸,則稱硫酸分解法)分解,控制pH=6~9.5,沉淀出微粒硅膠,經(jīng)水漂洗、脫水、干燥、粉碎、過(guò)篩,制得沉淀二氧化硅。


      Na2O?xSiO2+HCl+H2O → SiO2?nH2O+NaCl


      2.碳化法

      由硅砂與純堿高溫熔融,將熔融物溶解,通入二氧化碳?xì)猓ê珻O30%~35%)進(jìn)行碳化中和6~8h,用水洗滌,加入硫酸調(diào)節(jié)至pH值為6~8進(jìn)行第二次洗滌,脫水,干燥至含水量≤6%,粉碎至200~350目得沉淀二氧化硅成品。


      3.稻殼法

      將稻殼在嚴(yán)格控制溫度的條件下炭化,以除去稻殼中的有機(jī)物,并使稻殼中的水合二氧化硅不被破壞。炭化后的稻殼在一定濃度的碳酸鈉水溶液中,在常壓定溫度下溶煮,使炭化后稻殼中水合二氧化硅溶出,溶出率可達(dá)90%,溶出的水合二氧化硅經(jīng)過(guò)濾,洗滌,噴霧干燥,得到沉淀二氧化硅成品。

       

      質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):GB 10517

      二氧化硅 /%
      ≥90
      顏色
      優(yōu)于或等于標(biāo)樣
      篩余物(45μm)/%
      ≤0.5
      加熱減量/%
      4.0~8.0
      灼燒減量/%
      ≤7.0
      pH值
      5.0~8.0
      總含銅量/(mg/kg)
      ≤30
      總含鐵量/(mg/kg)
      ≤1000
      總含錳量/(mg/kg)
      ≤50
      DEP吸收值/(cm3/g)
      2.00~3.50

      消光用二氧化硅根據(jù)生產(chǎn)工藝分為凝膠法的N類和沉淀法的C類產(chǎn)品:N類、C類產(chǎn)品分為親水型(A型)和疏水型(B型)共兩個(gè)類型的產(chǎn)品。A型二氧化硅表面沒(méi)有覆蓋有機(jī)物;B類二氧化硅由A型產(chǎn)品經(jīng)有機(jī)物表面改性制成。消光用二氧化硅的產(chǎn)品名稱以類型代號(hào)(NA/NB和CA/CB)加粒徑d50構(gòu)成。

      以沉淀法二氧化硅為例,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 4526)如下:

      圖片


      用途:

      沉淀法白炭黑作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)原材料主要用于鞋類、輪胎和其它淺色橡膠制品,也可用于農(nóng)藥、飼料等行業(yè)中做載體或流動(dòng)劑;在牙膏中做磨擦劑、涂料中做消光劑/防沉劑、油墨中做增稠劑;車輛及金屬軟質(zhì)拋光劑以及乳化劑中的防沉降劑;醫(yī)藥及食品等行業(yè)做吸附劑等。鞋類,包括膠鞋和運(yùn)動(dòng)鞋是沉淀法白炭黑的最大用戶,占約40%。還可用作農(nóng)藥載體和輕量新聞紙的填料。由于白炭黑電絕緣性好、生熱低、制品顏色淺和不污染等優(yōu)點(diǎn),也廣泛用于膠管、膠帶、耐熱墊片、膠輥和醫(yī)療制品中。


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