Біла сажа - це що таке?

Біла сажа являє собою гідратований діоксид кремнію, отриманий методом осадження з розчину силікату натрію. Останній є рідким склом. В процесі реакції застосовується кислота, а на наступному етапі здійснюється фільтрація, промивка і подальша сушка. Описуване 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 і призначення сажа може бути представлена чотирма марками:

БС-30.

БС-50.

БС-100.

БС-120.

Її характеристики відповідають вимогам ГОСТ 18307-78. У кожної марки свій розмір частинок. У першій із згаданих вище цей параметр сягає 108 нм, тоді як фракція дорівнює 77 якщо матеріал визначається маркою БС-50. Розмір частинок зменшується до 34 та 27 для марок сажі БС-100 і БС-120. У процесі отримання і обробки може використовуватися певну кількість зв'язаної води. При цьому змінюється форма зв'язку з SiO2. Вона може бути слабоадсорбционной або координаційної. Отримання здійснюється рідиннофазної або газофазным методом. Перший полягає в осадженні аморфної кремнекислоти. Використовуються 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. В залежності від того, які умови осадження використовуються, виходить лужна, нейтральна або кисла сажа. Потім сухий продукт, що розмелюється. Ступінь пористості і дисперсності частинок залежить від природи агента розкладання, який являє собою речовина, розкладницьке 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 у процесі газофазної технології. Вона полягає в гідролізі чотирихлористого або четырехфтористого кремнію гримучої сумішшю. Температура може досягати 1100 °C. У результаті вдається отримати чистий малогидратированный продукт, який характеризується високою дисперсністю. При цьому його пористість досить низька. Але цей спосіб супроводжується великими витратами енергії, сировини, високою вартістю і освітою побічного продукту у вигляді НС1 який слід використовувати раціонально. Біла сажа може бути отримана ще однією методикою, яка є різновидом вищеописаною технології. Мова йде про гідролізі чотирихлористого кремнію при низьких температурах. Цей спосіб ще називається аэрогельным. Крім вищеописаних методів, розроблена технологія силікатних і силікатно-масляних каучуків. В процесі використовується холодне осадження двоокису кремнію. Реакція передбачає коагуляцію каучуку.

Деякі недоліки

Біла сажа – це діоксид кремнію, який володіє деякими мінусами. Вони істотно обмежують сферу використання продукту в гумовій промисловості. Недолік полягає в щільності, яка набагато більше, ніж у вуглецевої сажі. Змочуваність каучуками - найгірша. Для поліпшення цієї характеристики матеріал піддається карбофилизации, яка ще називається гідрофобізацією і передбачає обробку активними речовинами, адсорбирующимися на поверхні кремнезему полярними групами. У ролі поверхнево-активних речовин застосовуються:

спирти;

аліфатичні або циклоалифатические аміни.

Вони містять більше 6 атомів вуглецю і з'єднання за типом силіконового масла.

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 з посилюючим властивостями порівнюється з вуглецевої і перевершує її за впливом на тепло - і маслостійкість. З допомогою речовини можна надати значний опір ковзанню. Здійснюється її введення разом з вуглецевої сажею в протекторні гуми шин, які експлуатуються у важких умовах. Використання в малих кількостях дозволяє знизити зносостійкість протектора і підвищити опір елементів малюнка сколюванню. 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 сірчаної. На сьогоднішній день відомо декілька 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 65 %. Втрати в масі при прожарюванні можуть змінюватися від 5 до 7 %. У перерахунку на окис заліза масова частка може становити 015 %, як і у випадку з масовою часткою алюмінію при перерахунку на оксид алюмінію. Масова частка хлоридів не перевищує 1 %. Масова частка кальцію і магнію дорівнює 08 % при перерахунку на окис кальцію. Масова частка лужність не нормується.

На закінчення

Упаковується матеріал в ламіновані чотиришарові мішки з одним шаром поліетилену. Максимальний обсяг може скласти 20 кг. Реалізується речовина та в спеціалізованих контейнерах разового використання. Їх вага досягає 400 кг. Перевозять матеріал будь-яким видом транспорту. Гарантійний термін 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 лугами, оксидами. Діоксид кремнію використовується як компонент при виготовленні кераміки, а також в процесі виробництва бетонних виробів зі скла.