Пирогенный диоксид кремния

Пирогенный диоксид кремния (также известный как аэросил) – это синтетический аморфный диоксид кремния, производимый в процессе гидролиза тетрахлорида кремния в пламени. Он обладает высокой чистотой, мелким размером частиц и большой площадью поверхности, что обуславливает его уникальные свойства и широкий спектр применения.

Свойства пирогенного диоксида кремния

Пирогенный диоксид кремния выделяется следующими характеристиками:

• Высокая чистота: Содержание SiO₂ может достигать 99.8%.
• Мелкий размер частиц: Обычно от 5 до 50 нанометров.
• Большая площадь поверхности: До 600 м²/г.
• Аморфная структура: Отсутствие кристаллической решетки.
• Высокая химическая и термическая стабильность: Устойчив к воздействию многих химических веществ и высоких температур.
• Гидрофобность или гидрофильность: Может быть модифицирован для придания желаемых свойств.

Производство пирогенного диоксида кремния

Основной метод производства – гидролиз тетрахлорида кремния (SiCl₄) в водородном пламени. Реакция выглядит следующим образом:

SiCl₄ + 2H₂O → SiO₂ + 4HCl

Образующиеся частицы пирогенного диоксида кремния собираются и проходят обработку для удаления остатков хлороводорода и других примесей.

Применение пирогенного диоксида кремния

Благодаря своим уникальным свойствам, пирогенный диоксид кремния находит широкое применение в различных отраслях:

В качестве загустителя и тиксотропного агента

Пирогенный диоксид кремния эффективно загущает жидкости и придает им тиксотропные свойства (снижение вязкости при перемешивании). Это используется в:

• Красках и покрытиях: Предотвращает оседание пигментов и улучшает нанесение.
• Клеях и герметиках: Контролирует вязкость и предотвращает растекание.
• Косметике: Придает текстуру кремам и лосьонам.

В качестве армирующего наполнителя

Увеличение прочности и износостойкости – еще одна важная функция пирогенного диоксида кремния. Применяется в:

• Силиконовых резинах: Улучшает механические свойства и устойчивость к высоким температурам.
• Эластомерах: Повышает прочность на разрыв и износостойкость.

В качестве адсорбента и осушителя

Высокая площадь поверхности делает пирогенный диоксид кремния эффективным адсорбентом. Используется в:

• Фармацевтике: Для адсорбции лекарственных веществ и улучшения их доставки.
• Осушителях: Для удаления влаги из воздуха и газов.

В качестве добавки в бетон

Пирогенный диоксид кремния улучшает прочность и долговечность бетона. Добавка позволяет:

• Уменьшить проницаемость бетона для воды и хлоридов.
• Увеличить прочность на сжатие и изгиб.
• Повысить устойчивость к агрессивным средам.

Компания China Beihai Glass Fiber Co. предлагает широкий спектр стекловолокна и других материалов для строительства и промышленности. Использование пирогенного диоксида кремния в сочетании со стекловолокном позволяет создавать более прочные и долговечные строительные конструкции.

Другие применения

Помимо вышеперечисленного, пирогенный диоксид кремния применяется в:

• Производстве полупроводников: В качестве диэлектрического слоя.
• Пищевой промышленности: В качестве добавки E551 для предотвращения комкования и слеживания.
• Производстве катализаторов: В качестве носителя для активных компонентов.

Типы пирогенного диоксида кремния

Существует несколько типов пирогенного диоксида кремния, различающихся по размеру частиц, площади поверхности и модификации поверхности:

• Гидрофильный пирогенный диоксид кремния: Обладает большим количеством силанольных групп (-SiOH) на поверхности, что делает его хорошо диспергируемым в воде и полярных растворителях.
• Гидрофобный пирогенный диоксид кремния: Модифицирован органическими группами (например, диметилдихлорсиланом), что придает ему гидрофобные свойства и улучшает диспергируемость в неполярных растворителях.

Сравнение различных марок пирогенного диоксида кремния

Представим сравнение нескольких марок пирогенного диоксида кремния различных производителей. Параметры в таблице указаны для примера и могут отличаться в зависимости от конкретной марки и производителя.

Безопасность пирогенного диоксида кремния

Пирогенный диоксид кремния считается безопасным при соблюдении правил обращения и использования. Однако, при вдыхании пыли пирогенного диоксида кремния в больших концентрациях может вызвать раздражение дыхательных путей. Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты, такие как респираторы и защитные очки, при работе с пирогенным диоксидом кремния.

Заключение

Пирогенный диоксид кремния – это универсальный материал с широким спектром применения. Его уникальные свойства делают его незаменимым во многих отраслях промышленности. Понимание его свойств и областей применения поможет вам эффективно использовать его в ваших проектах.