Biele sadze sú hydratovaný oxid kremičitý získaný vyzrážaním z roztoku kremičitanu sodného. To posledné je tekuté sklo. Reakčný proces využíva kyselinu a ďalším krokom je filtrácia, premytie a ďalšie sušenie.
Opísaná látka je základom na získanie plnív pre polymérne kompozitné materiály. Posledne menované sú produkty modifikácie bieleho uhlíka organickými modifikátormi. Niekedy sa opísaný materiál nazýva aj nitrid bóru, ktorý sa získava spaľovaním pentaboránu v dusíku.
Popis
Vzorec materiálu je nasledujúci: SiO. V závislosti od ukazovateľov kvality a účelu môžu byť sadze reprezentované štyrmi stupňami:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Jeho vlastnosti spĺňajú požiadavky GOST 18307-78. Každá značka má svoju vlastnú veľkosť častíc. Pri prvom z vyššie uvedených tento parameter dosahuje 108 nm, pričom frakcia je 77, ak je materiál určený značkou BS-50. Veľkosť častíc je znížená na 34 a 27 fortriedy sadzí BS-100 a BS-120.
V procese získavania a spracovania je možné použiť určité množstvo viazanej vody. V tomto prípade sa mení forma väzby so SiO2. Môže byť slabo adsorpčná alebo koordinačná.
Získavanie sa vykonáva metódou v kvapalnej alebo plynnej fáze. Prvým je vyzrážanie amorfnej kyseliny kremičitej. Použité roztoky sú kremičitany sodné. Kyslé činidlá, napríklad oxid uhličitý alebo kyselina chlorovodíková, pôsobia ako jeden z účastníkov chemického procesu. Reakcia prebieha pri teplote 70 až 90 °C.
Výsledný produkt prechádza pred sušením tromi fázami. V závislosti od použitých podmienok zrážania sa získajú alkalické, neutrálne alebo kyslé sadze. Suchý produkt sa potom melie. Stupeň pórovitosti a jemnosti častíc závisí od povahy rozkladného činidla, ktorým je látka rozkladajúca kremičitan. Počas filtrácie a sušenia môžu častice agregovať počas kondenzácie polykremičitých kyselín. V tomto ohľade sú podmienky týchto fáz prísne regulované.
Popis metódy v plynnej fáze
Biele sadze možno získať v procese technológie plynnej fázy. Spočíva v hydrolýze chloridu kremičitého alebo tetrafluoridového kremíka výbušnou zmesou. Teplota môže dosiahnuť až 1 100 °C. V dôsledku toho je možné získať čistý nízko hydratovaný produkt, ktorý sa vyznačuje vysokou disperziou. Jeho pórovitosť je však dosť nízka. Túto metódu však sprevádzajú veľké výdavky na energiu, suroviny, vysoké náklady avznik vedľajšieho produktu vo forme HC1, ktorý by sa mal využívať racionálne.
Biele sadze možno získať inou technikou, ktorá je variáciou technológie opísanej vyššie. Hovoríme o hydrolýze chloridu kremičitého pri nízkych teplotách. Táto metóda sa nazýva aj aerogél. Okrem vyššie opísaných metód bola vyvinutá technológia silikátových a silikátovo-olejových kaučukov. Proces využíva nanášanie oxidu kremičitého za studena. Reakcia zahŕňa koaguláciu gumy.
Niektoré nedostatky
Biele sadze sú oxid kremičitý, ktorý má určité nevýhody. Výrazne obmedzujú rozsah produktu v gumárenskom priemysle. Nevýhodou je hustota, ktorá je oveľa väčšia ako u sadzí. Najhoršie je vlhčenie gumami. Na zlepšenie tejto charakteristiky sa materiál podrobuje karbofilizácii, ktorá sa tiež nazýva hydrofobizácia a zahŕňa ošetrenie aktívnymi látkami adsorbovanými na povrchu oxidu kremičitého polárnymi skupinami. Používa sa ako povrchovo aktívne látky:
- alkoholy;
- alifatické alebo cykloalifatické amíny.
Obsahujú viac ako 6 uhlíkov a zlúčeniny podobné silikónovému oleju.
Rozsah aplikácie
Používanie bieleho uhlíka je celkom bežné. Umožňuje zlepšiť mechanické vlastnosti gumy vyrobenej na báze silikónových kaučukov. Tieto materiály sa zvýšilipožiarna odolnosť a tepelná odolnosť. Sadze sú svojimi vystužovacími vlastnosťami porovnateľné so sadzami a prevyšujú ich v účinku na tepelnú odolnosť a odolnosť voči olejom.
Pomocou látky je možné dosiahnuť pôsobivú protišmykovosť. Spolu so sadzami sa zavádza do behúňa pneumatík, ktoré sú prevádzkované v náročných podmienkach. Použitie v malých množstvách znižuje odolnosť behúňa proti opotrebeniu a zvyšuje odolnosť prvkov dezénu proti odieraniu. Materiály sa odporúčajú ako prísada do gumy kostry na zvýšenie pevnosti spojenia s káblom.
Niektoré fyzikálne a chemické parametre
Pri zvažovaní zloženia bieleho uhlíka by ste mali pochopiť, že tento materiál sa skladá z kremičitanu sodného a kyseliny. Tým posledným môže byť kamzík. K dnešnému dňu je známych niekoľko druhov tohto materiálu, z ktorých každý má svoje vlastné fyzikálne a chemické vlastnosti. Napríklad biele sadze BS-100 majú 86 % oxidu kremičitého, ako značka BS-120. Zatiaľ čo BS-50 obsahuje oxid kremičitý v množstve 70 %.
Hmotnostný podiel vlhkosti pre BS-100 je 6,5%. Strata hmotnosti pri zapálení sa môže pohybovať od 5 do 7%. Pokiaľ ide o oxid železa, hmotnostný podiel môže byť 0,15 %, ako je to v prípade hmotnostného podielu hliníka pri premene na oxid hlinitý. Hmotnostný podiel chloridov nepresahuje 1 %. Hmotnostný podiel vápnika a horčíka je 0,8 % po premene na oxid vápenatý. Hmotnostný zlomok alkality nie je štandardizovaný.
Na záver
Materiál je balený v laminovaných štvorvrstvových vreciach s jednýmvrstva polyetylénu. Maximálny objem môže byť 20 kg. Látka sa predáva aj v špecializovaných jednorazových nádobách. Ich hmotnosť dosahuje 400 kg. Materiál sa prepravuje akýmkoľvek dopravným prostriedkom. Garantovaná životnosť nepresahuje 6 mesiacov od dátumu výroby.
Materiál pozostáva z pevných bezfarebných kryštálov, ktorých bod topenia je veľmi vysoký. Látka sa nerozpúšťa vo vode a pri zahrievaní začne interagovať s alkáliami a oxidmi. Oxid kremičitý sa používa ako komponent pri výrobe keramiky, ako aj pri výrobe výrobkov z betónového skla.
