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フュームドシリカ: 現代の産業向けの多用途ナノスケール材料 | 補強、増粘、沈降防止のための革新的なソリューション | 性能と品質基準をリード
创建于02.27
フュームドシリカ: ナノスケール材料の産業における「万能人」
ヒュームドシリカ（気相シリカホワイト）は、水素酸素炎中でのハロシランの高温加水分解によって合成されたナノスケールの無機材料です。粒子サイズが小さく（一次粒子サイズは7～40nm）、比表面積が大きく（100～400m²/g）、表面活性が高いという特徴があります。独自の3次元樹枝状構造と水素結合ネットワークにより、強化、増粘、チキソトロピー、沈降防止などの「万能」な特性を備えており、現代産業の「隠れたチャンピオン」となっています。
I. コア構造とパフォーマンスの利点
- 3次元ネットワーク構造
フュームドシリカは、一次粒子 (7 - 40 nm) が凝集体 (200 - 500 nm) に融合して形成され、その後、物理吸着によって綿状の凝集体を形成します。この構造はせん断力によって破壊され、再編成されるため、材料にチキソトロピー性が付与されます (たとえば、コーティングや接着剤のたるみを防ぐ)。
- 表面活性
粒子表面に残留するシラノール基（Si-OH）は、水素結合を形成したり、改質剤と反応したりします。改質されていない親水性タイプ（タイプA）は水に溶けやすく、シラザンなどで改質された疎水性タイプ（タイプB）は接触角が150°を超え、油性システムに適しています。
- パフォーマンスパラメータの比較
国内有力企業（例：連宏新科）欧米企業（例：ヘレウス）
粒度分布 ±3 nm（特許取得制御技術） ±8 nm
比表面積 200 - 300 m²/g 150 - 220 m²/g
表面改質 処理前疎水性（接触角＞150°） 処理後疎水性
価格（元/トン） 25,000 - 35,000 80,000 - 120,000
II. 分類と適用シナリオ
- 親水性タイプ（タイプA）
- 用途: シリコーンゴムの強化(引き裂き強度を30%向上)、コーティングの増粘、食品の固結防止剤(粉乳・コーヒー用)、化粧品のチキソトロピー剤(ファンデーションの固結防止)。
- 事例：ダノンやネスレなどの乳製品企業は、従来の固結防止剤をこれに置き換え、輸出量が120％増加しました。
- 疎水性タイプ（タイプB）
- 用途: リチウム電池セパレーターのコーティング (Ningde Times のテストではサイクル寿命が 40% 増加)、5G 基地局のシーリング接着剤、粉体塗料の沈降防止、有機ガラスの UV 耐性。
- 技術革新：国産の疎水性フュームドシリカは、AIアルゴリズムを使用して炎場を制御し、±5nmの粒子サイズの均一性を実現し、国際製品に匹敵する性能を備えています。
III. 表面改質技術
シラザンやクロロシランなどの改質剤を使用すると、表面特性を正確に制御できます。
- 疎水性改質: 接触角が 70° から 150° 以上に増加し、油性システム (インクやコーティングなど) に適しています。
- 機能改質: 光開始剤または量子ドットをグラフトすることにより、インテリジェントコーティングやチップの放熱への応用に向けた光電熱応答性材料を開発できます。
IV. 業界の動向と標準
- 国内代替の加速：中国の生産能力は世界全体の35％を占め、高級品の輸出は毎年87％増加しており、価格は輸入品の60％に過ぎない。
- 標準設定：中国はISO 18473-3「シリコーンゴム用フュームドシリカ」の制定を主導し、製品のハイエンド市場への参入を促進しました。
フュームドシリカは「工業用風味増強剤」から「ナノスケールソリューション」へと進化し、ゴム、新エネルギー、化粧品など800以上の分野をカバーしています。1グラムあたりの表面積はサッカー場と同等で、その吸着性能は想像を絶するものです。
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