Біла сажа - це що таке?

Біла сажа - це що таке?

Біла сажа являє собою гідратований діоксид кремнію, одержуваний методом осадження з розчину силікату натрію. Останній є рідким склом. У процесі реакції застосовується кислота, а на наступному етапі здійснюється фільтрація, промивка і подальша сушка.

Описувана речовина - основа для отримання наповнювачів полімерних композиційних матеріалів. Останні є продуктами модифікації білої сажі органічними модифікаторами. Іноді описуваний матеріал ще називається нітридом бору, який виходить спалюванням пентаборана в азоті.

Опис

Формула матеріалу виглядає наступним чином: SiO. Залежно від показників якості та призначення сажа може бути представлена чотирма марками:

  • БС-30.
  • БС-50.
  • БС-100.
  • БС-120.

Її характеристики відповідають вимогам ДСТУ 18307-78. У кожної марки свій розмір частинок. У першої зі згаданих вище цей параметр досягає 108 нм, тоді як фракція дорівнює 77, якщо матеріал визначається маркою БС-50. Розмір частинок зменшується до 34 і 27 для марок сажі БС-100 і БС-120.

У процесі отримання та обробки може використовуватися певна кількість пов 'язаної води. При цьому змінюється форма зв 'язку з SiO2. Вона може бути слабоадсорбційною або координаційною.

Отримання здійснюється рідкофазним або газофазним методом. Перший полягає в облозі аморфної кремнекислоти. Використовувані розчини - силікати натрію. В якості одного з учасників хімічного процесу виступають кислі реагенти, наприклад, вуглекислота або соляна кислота. Реакція відбувається при температурі від 70 до 90 ° C.

Отриманий продукт проходить три стадії до моменту сушіння. Залежно від того, які умови облоги використовуються, виходить лужна, нейтральна або кисла сажа. Потім сухий продукт розмалюється. Ступінь пористості і дисперсності частинок залежить від природи агента розкладання, який являє собою речовину, що розкладає силікат. При фільтрації і сушці частинки можуть агрегувати при конденсації полікремнієвих кислот. У зв 'язку з цим умови цих етапів суворо регламентуються.

Опис газофазного методу

Біла сажа може бути отримана в процесі газофазної технології. Вона полягає в гідролізі чотирьохлористого або чотирифтористого кремнію гримучою сумішшю. Температура може досягати 1 100 ° C. У підсумку вдається отримати чистий малогідратований продукт, який характеризується високою дисперсністю. При цьому його пористість досить низька. Але цей спосіб супроводжується великими витратами енергії, сировини, високою вартістю та утворенням побічного продукту у вигляді НС1, який слід використовувати раціонально.

Біла сажа може бути отримана ще однією методикою, яка є різновидом вищеописаної технології. Мова йде про гідролізі чотирьохлористого кремнію при низьких температурах. Цей спосіб ще називається аерогельним. Крім вищеописаних методів, розроблена технологія силікатних і силікатно-масляних каучуків. У процесі використовується холодне осадження двоокису кремнію. Реакція передбачає коагуляцію каучука.

Деякі недоліки

Біла сажа - це діоксид кремнію, який володіє деякими мінусами. Вони істотно обмежують область використання продукту в гумовій промисловості. Брак полягає в щільності, яка набагато більша, ніж у вуглецевої сажі. Смочуваність каучуками - найгірша. Для поліпшення цієї характеристики матеріал піддається карбофілізації, яка ще називається гідрофобізацією і передбачає обробку активними речовинами, що адсорбуються на поверхні кремнезема полярними групами. У ролі поверхнево-активних речовин застосовуються:

  • спирти;
  • аліфатичні або циклоаліфатичні аміни.

Вони містять понад 6 атомів вуглецю і сполуки за типом силіконової олії.

Область застосування

Застосування білої сажі досить поширене. Вона дозволяє поліпшити механічні характеристики гуми, виконаної на базі силоксанових каучуків. У цих матеріалів підвищується вогнестійкість і теплостійкість. Сажа за підсилюючими властивостями порівнюється з вуглецевою і перевершує її за впливом на тепло- і маслостійкість.

За допомогою речовини можна надати значний опір ковзанню. Здійснюється її введення разом з вуглецевою сажею в протекторні гуми шин, які експлуатуються у важких умовах. Використання в малих кількостях дозволяє знизити зносостійкість протектора і підвищити опір елементів малюнка скалюванню. Матеріали рекомендуються в якості добавки в каркасну гуму для підвищення міцності зв 'язку з кордом.

Деякі фізико-хімічні показники

Розглядаючи склад білої сажі, ви повинні зрозуміти, що цей матеріал складається з силікату натрію і кислоти. Остання може бути сірчаною. На сьогоднішній день відомо кілька марок цього матеріалу, у кожної з них свої фізико-хімічні властивості. Наприклад, біла сажа БС-100 має 86% двоокису кремнію, як і марка БС-120. Тоді як БС-50 містить двоокис кремнію в обсязі 70%.

Масова частка вологи для БС-100 становить 6,5%. Втрати в масі при проколюванні можуть змінюватися від 5 до 7%. У перерахунку на окис заліза масова частка може скласти 0,15%, як і у випадку з масовою часткою алюмінію при перерахунку на окис алюмінію. Масова частка хлоридів не перевищує 1%. Масова частка кальцію і магнію дорівнює 0,8% при перерахунку на окис кальцію. Масова частка лужності не нормується.

Насамкінець

Упаковується матеріал у ламіновані чотиришарові мішки з одним шаром поліетилену. Максимальний обсяг може скласти 20 кг. Реалізується речовина і в спеціалізованих контейнерах разового використання. Їх вага досягає 400 кг. Перевозять матеріал будь-яким видом транспорту. Гарантійний строк зберігання не перевищує 6 місяців з дня виготовлення.

Складається матеріал з твердих безбарвних кристалів, температура плавлення яких дуже висока. Речовина не розчиняється у воді, а при нагріванні починає взаємодіяти з лужами та оксидами. Діоксид кремнію використовується як компонент при виготовленні кераміки, а також у процесі виробництва бетонних виробів зі скла.