Pyrogene Kieselsäure: Vielseitiges Nanomaterial für die moderne Industrie | Innovative Lösungen zur Verstärkung, Verdickung und Antisedimentation | Vorreiter bei Leistungs- und Qualitätsstandards

创建于02.27

Pyrogene Kieselsäure: Der industrielle Alleskönner unter den nanoskaligen Materialien

Pyrogene Kieselsäure (Dampfphasen-Kieselsäure weiß) ist ein anorganisches Material im Nanomaßstab, das durch Hochtemperaturhydrolyse von Halogensilanen in einer Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme synthetisiert wird. Es zeichnet sich durch eine kleine Partikelgröße (Primärpartikelgröße von 7 bis 40 nm), eine große spezifische Oberfläche (100 - 400 m²/g) und eine hohe Oberflächenaktivität aus. Seine einzigartige dreidimensionale dendritische Struktur und sein Wasserstoffbrückennetzwerk verleihen ihm „vielseitige“ Eigenschaften wie Verstärkung, Verdickung, Thixotropie und Antisedimentation, was es zum „Hidden Champion“ der modernen Industrie macht.

I. Kernstruktur und Leistungsvorteile

Dreidimensionale Netzwerkstruktur

Pyrogene Kieselsäure entsteht durch die Verschmelzung von Primärpartikeln (7 - 40 nm) zu Aggregaten (200 - 500 nm), die dann durch physikalische Adsorption flockige Agglomerate bilden. Diese Struktur kann unter Scherkräften aufgebrochen und neu angeordnet werden, wodurch das Material Thixotropie erhält (um beispielsweise das Absacken von Beschichtungen und Klebstoffen zu verhindern).

Oberflächenaktivität

Restsilanolgruppen (Si - OH) auf der Partikeloberfläche können Wasserstoffbrücken bilden oder mit Modifikatoren reagieren. Der unmodifizierte hydrophile Typ (Typ A) ist leicht wasserlöslich, während der hydrophobe Typ (Typ B) nach der Modifizierung mit Silazanen usw. einen Kontaktwinkel von > 150° aufweist und sich daher für ölige Systeme eignet.

Vergleich der Leistungsparameter

Index Inländische führende Unternehmen (z. B. Lianhong Xinke) Europäische und amerikanische Unternehmen (z. B. Heraeus)

Partikelgrößenverteilung ±3 nm (patentierte Kontrolltechnologie) ±8 nm

Spezifische Oberfläche 200 - 300 m²/g 150 - 220 m²/g

Oberflächenmodifizierung In-situ Hydrophobie (Kontaktwinkel > 150°) Nachbehandlung Hydrophobie

Preis (Yuan/Tonne) 25.000 - 35.000 80.000 - 120.000

II. Klassifizierung und Anwendungsszenarien

Hydrophiler Typ (Typ A)

Anwendungen: Verstärkung von Silikonkautschuk (Erhöhung der Reißfestigkeit um 30 %), Verdickung von Beschichtungen, Trennmittel in Lebensmitteln (für Milchpulver/Kaffee) und Thixotropiermittel in Kosmetika (verhindert das Anbacken von Grundierungen).
Fallbeispiel: Molkereiunternehmen wie Danone und Nestlé haben herkömmliche Trennmittel dadurch ersetzt und ihr Exportvolumen ist um 120 % gestiegen.

Hydrophober Typ (Typ B)

Anwendungen: Beschichtung für Separatoren von Lithiumbatterien (Tests der Ningde Times zeigen eine 40 % höhere Zyklenlebensdauer), Dichtungskleber für 5G-Basisstationen, Antisedimentation in Pulverbeschichtungen und UV-Beständigkeit in organischem Glas.
Technischer Durchbruch: Inländische hydrophobe pyrogene Kieselsäure nutzt KI-Algorithmen zur Steuerung des Flammenfelds und erreicht so eine Partikelgrößengleichmäßigkeit von ±5 nm bei einer Leistung, die mit internationalen Produkten vergleichbar ist.

III. Oberflächenmodifizierungstechnologie

Mit Modifikatoren wie Silazanen und Chlorsilanen lassen sich die Oberflächeneigenschaften gezielt einstellen:

Hydrophobe Modifikation: Der Kontaktwinkel erhöht sich von 70° auf über 150°, wodurch es für ölige Systeme (wie Tinten und Beschichtungen) geeignet ist.
Funktionelle Modifikation: Durch das Aufpfropfen von Photoinitiatoren oder Quantenpunkten können photoelektrisch-thermisch reagierende Materialien für Anwendungen in intelligenten Beschichtungen und der Wärmeableitung von Chips entwickelt werden.

IV. Branchentrends und Standards

Beschleunigte inländische Substitution: Chinas Produktionskapazität beträgt 35 % der weltweiten Gesamtproduktion. Der Export von High-End-Produkten ist jährlich um 87 % gestiegen und der Preis beträgt nur 60 % des Preises der Importe.
Standardisierung: China hat die Formulierung der ISO 18473-3 „Physikalische Kieselsäure für Silikonkautschuk“ geleitet und fördert Produkte für den High-End-Markt.

Pyrogene Kieselsäure entwickelt sich vom „industriellen Geschmacksverstärker“ zur „Lösung im Nanomaßstab“ und wird in über 800 Bereichen wie Gummi, neue Energie und Kosmetik eingesetzt. Ihre Oberfläche pro Gramm entspricht der eines Fußballfelds und ihre Adsorptionsleistung übersteigt alle Vorstellungskraft.

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