Anwendungsgebiete und detaillierte Einführung von wässriger hydrophiler pyrogener Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g

1. Grundlegende Eigenschaften

- Herstellungsmethode: Es wird durch die Hochtemperaturhydrolyse von Siliziumtetrachlorid in einer Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme erzeugt, wodurch amorphe Kieselsäure im Nanomaßstab entsteht.

- Spezifische Oberfläche: 50 m²/g (relativ niedriger Wert, bei größeren Partikeln oder kompakterer Struktur).

- Oberflächeneigenschaften: Hydrophil (reich an Hydroxylgruppen auf der Oberfläche, die sich leicht in polaren Systemen verteilen).

- Partikelgröße: Normalerweise im Bereich von 5–50 nm, aber aufgrund der relativ geringen spezifischen Oberfläche können einige zu Sekundärpartikeln agglomerieren.

2. Kernanwendungsfelder

(1) Lacke und Farben

- Funktion: Rheologische Kontrolle, Antisedimentation, Mattierung.

- Mechanismus: Durch Wasserstoffbrücken wird eine Netzwerkstruktur gebildet, die die Ausfällung von Pigmenten verhindert; die geringe spezifische Oberfläche sorgt für eine leichte Verdickung, die für wasserbasierte Beschichtungen geeignet ist, die eine niedrige Viskosität erfordern.

- Fall: Durch die Verwendung in architektonischen wasserbasierten Beschichtungen verbessert es die Lagerstabilität und verhindert gleichzeitig eine übermäßige Verdickung, die die Konstruktionsleistung beeinträchtigt.

(2) Klebstoffe und Dichtstoffe

- Funktion: Verdickung, Thixotropie, Verstärkung.

- Vorteil: Die hydrophile Eigenschaft weist eine gute Kompatibilität mit wasserbasierten Systemen auf und eignet sich für umweltfreundliche Klebstoffe (wie Weißleim), wodurch die Sedimentation von Füllstoffen verhindert und die Konstruktionsgenauigkeit verbessert wird.

(3) Kunststoffe und Kautschuke

- Funktion: Halbverstärkender Füllstoff, Verarbeitungshilfe.

- Anwendung: In Silikonkautschuk kann es einen Teil der Produkte mit großer spezifischer Oberfläche ersetzen, wodurch die Kosten gesenkt werden und gleichzeitig bestimmte mechanische Eigenschaften erhalten bleiben. In Kunststoffen (wie PE) verbessert es die Schmelzfestigkeit und verringert Verarbeitungsfehler.

(4) Kosmetik

- Zweck: Viskositätsanpassung, Ölaufnahme, Verbesserung des Hautgefühls.

- Beispiel: In Sonnenschutzprodukten verwendet, gleicht es die Fließfähigkeit der Emulsion aus, verhindert das „Weißwerden“-Phänomen und adsorbiert gleichzeitig überschüssiges Öl, wodurch das erfrischende Gefühl verstärkt wird.

(5) Arzneimittel und Lebensmittel

- Rolle: Gleitmittel, Desintegrant, Träger.

- Details: Als Gleitmittel für Tabletten (z. B. Vitamin C-Tabletten) verbessert es die Fließfähigkeit während der Tablettierung; die geringe spezifische Oberfläche verringert die Hygroskopizität und verlängert die Stabilität von Arzneimitteln.

(6) Elektronische Materialien

- Anwendung: Verkapselungsmaterialien, wärmeleitende Füllstoffe.

- Funktion: In Epoxidharz-Vergussklebstoffen passt es die Verlaufseigenschaft an und verhindert ein Überlaufen des Klebers; beim Einfüllen von wärmeleitendem Silikonfett gleicht es Wärmeleitfähigkeit und Extrudierbarkeit aus.

3. Analyse der Leistungsvorteile

- Dispergierbarkeit: Die relativ geringe spezifische Oberfläche verringert die Kräfte zwischen den Partikeln, wodurch die Dispergierung in Wasser/polaren Lösungsmitteln erleichtert und Energie gespart wird.

- Kosteneffizienz: Es ist billiger als die pyrogenen Kieselsäureprodukte mit großer spezifischer Oberfläche und eignet sich für Szenarien, in denen die Verstärkungsanforderungen nicht streng sind.

- Kompatibilität: Die hydrophile Oberfläche ist für wasserbasierte Systeme geeignet, was dem Umweltschutztrend (wie z. B. dem Ersatz organischer Verdicker) entspricht.

4. Vorsichtsmaßnahmen

- Verstärkungsbeschränkung: Es ist nicht für Gummiprodukte mit hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften (wie Reifenlaufflächen) geeignet.

- Trockene Lagerung: Aufgrund seiner starken Hydrophilie muss es vor Feuchtigkeit geschützt werden, um ein Verklumpen und eine Beeinträchtigung der Dispersion zu vermeiden.

- Alternative Auswahl: Wenn eine hohe Verdickung erforderlich ist (wie beispielsweise bei Gelbeschichtungen), müssen Produkte mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 200 m²/g ersetzt werden.

5. Beispiele für Marktprodukte

- Ähnliche Modelle: Obwohl die spezifische Oberfläche der gängigen pyrogenen Kieselsäure (wie etwa AEROSIL 200) relativ hoch ist, können kundenspezifische oder klassifizierte Produkte 50 m²/g erreichen (wie etwa das Modell „ZLSIL-A50“ von Zhonglian Chemical Co., Ltd. und einigen anderen Herstellern).

- Anwendungsanpassung: Es wird häufig in Bereichen verwendet, in denen eine Feineinstellung der rheologischen Eigenschaften erforderlich ist, wie beispielsweise bei hochwertigen elektronischen Klebstoffen oder medizinischen Gelen.

6. Zukünftige Trends

- Ökologisierung: Im Einklang mit der Entwicklung wasserbasierter Systeme ersetzt es herkömmliche lösemittelbasierte Zusatzstoffe.

- Funktionalisierung: Oberflächenmodifizierung (wie etwa das Pfropfen von Polymeren) erweitert die Anwendungsmöglichkeiten bei intelligenten Materialien, etwa bei temperaturempfindlichen Arzneimittelträgern.

Durch die obige Analyse spielt die wässrige hydrophile pyrogene Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g aufgrund ihrer ausgewogenen Leistungsparameter in mehreren Industriebereichen eine wichtige Rolle, insbesondere in Szenarien, in denen Verarbeitungsleistung und Kostenkontrolle im Vordergrund stehen.