Pyrogene Kieselsäureprodukte: Technische Analyse, Anwendungen und Qualitätskontrolle – Leistungssteigerung durch präzise Oberflächenmodifizierung und Dispersionsstabilität – NetEase

Technische Analyse von pyrogenen Kieselsäureprodukten

I. Grundlegende Eigenschaften und Herstellungsverfahren

Pyrogene Kieselsäure (CAS-Nr. 112945-52-5) ist ein nanoskaliges Pulvermaterial, das durch Hochtemperaturhydrolyse (bei 1800 °C) von Siliziumtetrachlorid oder Methyltrichlorsilan in einer Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme erzeugt wird. Die typischen physikalischen Parameter sind wie folgt:

Seine dreidimensionale dendritische Struktur wird durch Aggregate (Aggregate) geschmolzener Primärpartikel (Primärpartikel) mittels Wasserstoffbrücken gebildet und bildet durch physikalische Adsorption außerdem ein flockiges Netzwerk (Abbildung 1).

II. Technische Klassifizierungsnormen

Gemäß GB/T 32678-2016 wird es wie folgt klassifiziert:

Hydrophiler Typ (Typ A)

• Dichte der Oberflächenhydroxylgruppen: 2,5–3,5 pro nm² (gemessen durch Säure-Base-Titration)

• pH-Wert: 3,6-4,3 (10%ige wässrige Dispersion)

• Ölabsorptionswert: 2,5–3,5 g/100 g (ASTM D281)

Hydrophober Typ (Typ B)

• Oberflächenbehandlungsmittel: Hexamethyldisilazan/Dimethyldichlorsilan

• Kontaktwinkel: ≥120° (dynamische Benetzungsmethode)

• Kohlenstoffgehalt: 0,5-5,0 % (Elementaranalyse)

III. Wichtige Funktionsmerkmale

Verstärkende Wirkung

Bei Silikonkautschuk kann die Zugfestigkeit durch Zugabe von 15 phr pyrogener Kieselsäure von 0,5 MPa auf 12 MPa erhöht werden (GB/T 528). Der Verstärkungsmechanismus umfasst:

Thixotrope Eigenschaft

In Beschichtungen kann es mit einer Zugabemenge von 0,5-2,0 % folgendes erreichen:

Adsorptionseigenschaften

Zwischen der spezifischen Oberfläche und der Adsorptionskapazität besteht ein linearer Zusammenhang:

Bei S = 380 m²/g erreicht der DBP-Absorptionswert 320 g/100 g (ASTM D2414).

IV. Typische Anwendungstechnische Parameter

Verstärkung von Silikonkautschuk

Antisedimentation von Beschichtungen

Antibackmittel in Lebensmitteln

V. Oberflächenmodifizierungstechnologie

In-situ-Modifikation

Führen Sie Silankupplungsmittel (wie etwa KH-550) in der Synthesephase ein:

Nachbehandlungsmodifikation

Parameter des Nassverfahrens:

VI. Kernpunkte der Qualitätskontrolle

Glühverlust: ≤ 2,0 % (105 °C × 2 h)

Siebrückstand (45μm): ≤0,04% (Nasssiebverfahren)

Chloridgehalt: ≤100ppm (potentiometrische Titrationsmethode)

Gesamtschwermetallgehalt: ≤50ppm (ICP-OES)

(Datenquellen: GB/T 20020–2013, ISO 18473–3:2018, technisches Whitepaper zu Cabot-Produkten)

Dieses Material kann die rheologischen Anforderungen verschiedener Anwendungsszenarien präzise erfüllen, indem die spezifische Oberfläche (Abbildung 2), die Art der Oberflächengruppen und der Agglomerationsgrad angepasst werden. Die aktuelle technologische Entwicklung konzentriert sich auf die präzise Oberflächenmodifizierung und die Verbesserung der Dispersionsstabilität und fördert die Ausweitung seiner Anwendung in aufstrebenden Bereichen wie der Beschichtung für neue Energiebatterieseparatoren und 3D-Druckmaterialien.