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Sílica pirogênica: material versátil em nanoescala para a indústria moderna | Soluções inovadoras para reforço, espessamento e antissedimentação | Liderando o caminho em padrões de desempenho e qualidade
创建于02.27
Sílica pirogênica: o "pau para toda obra" industrial entre os materiais em nanoescala
A sílica pirogênica (sílica branca em fase de vapor) é um material inorgânico em nanoescala sintetizado por meio da hidrólise de alta temperatura de halosilanos em uma chama de hidrogênio-oxigênio. Ela apresenta um tamanho de partícula pequeno (tamanho de partícula primária variando de 7 a 40 nm), uma grande área de superfície específica (100 - 400 m²/g) e alta atividade de superfície. Sua estrutura dendrítica tridimensional única e rede de ligação de hidrogênio lhe conferem propriedades "versáteis", como reforço, espessamento, tixotropia e antissedimentação, tornando-a a "campeã oculta" da indústria moderna.
I. Estrutura central e vantagens de desempenho
- Estrutura de rede tridimensional
A sílica pirogênica é formada pela fusão de partículas primárias (7 - 40 nm) em agregados (200 - 500 nm), que então formam aglomerados floculentos por meio de adsorção física. Essa estrutura pode ser rompida e reorganizada sob força de cisalhamento, conferindo tixotropia ao material (por exemplo, evitando flacidez em revestimentos e adesivos).
- Atividade de superfície
Grupos silanol residuais (Si - OH) na superfície da partícula podem formar ligações de hidrogênio ou reagir com modificadores. O tipo hidrofílico não modificado (Tipo A) é facilmente solúvel em água, enquanto o tipo hidrofóbico (Tipo B), após ser modificado com silazanos, etc., tem um ângulo de contato > 150°, tornando-o adequado para sistemas oleosos.
- Comparação de parâmetros de desempenho
Índice Empresas líderes nacionais (por exemplo, Lianhong Xinke) Empresas europeias e americanas (por exemplo, Heraeus)
Distribuição do tamanho de partícula ±3 nm (tecnologia de controle patenteada) ±8 nm
Área de superfície específica 200 - 300 m²/g 150 - 220 m²/g
Modificação de superfície Hidrofobicidade in situ (ângulo de contato > 150°) Hidrofobicidade pós-tratamento
Preço (yuan/tonelada) 25.000 - 35.000 80.000 - 120.000
II. Classificação e Cenários de Aplicação
- Tipo hidrofílico (Tipo A)
- Aplicações: Reforço de borracha de silicone (aumentando a resistência ao rasgo em 30%), espessamento de revestimentos, agente antiaglomerante em alimentos (para leite em pó/café) e agente tixotrópico em cosméticos (prevenindo a aglomeração em bases).
- Caso: Empresas de laticínios como Danone e Nestlé substituíram os tradicionais agentes antiaglomerantes por ele, e seu volume de exportação aumentou em 120%.
- Tipo hidrofóbico (tipo B)
- Aplicações: Revestimento para separadores de baterias de lítio (os testes do Ningde Times mostram um aumento de 40% na vida útil), adesivo de vedação para estações base 5G, antissedimentação em revestimentos em pó e resistência UV em vidro orgânico.
- Avanço técnico: a sílica pirogênica hidrofóbica nacional usa algoritmos de IA para controlar o campo de chama, alcançando uma uniformidade de tamanho de partícula de ±5 nm, com desempenho comparável ao de produtos internacionais.
III. Tecnologia de modificação de superfície
Com modificadores como silazanos e clorossilanos, as propriedades da superfície podem ser reguladas com precisão:
- Modificação hidrofóbica: O ângulo de contato aumenta de 70° para mais de 150°, tornando-o adequado para sistemas oleosos (como tintas e revestimentos).
- Modificação funcional: Ao enxertar fotoiniciadores ou pontos quânticos, materiais fotoelétricos-térmicos responsivos podem ser desenvolvidos para aplicações em revestimentos inteligentes e dissipação de calor em chips.
IV. Tendências e padrões da indústria
- Substituição Doméstica Acelerada: A capacidade de produção da China responde por 35% do total global. A exportação de produtos de ponta aumentou 87% anualmente, e o preço é de apenas 60% do das importações.
- Definição de padrões: A China presidiu a formulação da ISO 18473-3 "Sílica pirogênica para borracha de silicone", promovendo produtos para entrar no mercado de ponta.
A sílica pirogênica está evoluindo de um "intensificador de sabor industrial" para uma "solução em nanoescala", cobrindo mais de 800 campos, como borracha, nova energia e cosméticos. Sua área de superfície por grama é equivalente a um campo de futebol, e seu desempenho de adsorção está além da imaginação.
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