Продукты из пирогенного диоксида кремния: технический анализ, применение и контроль качества — повышение производительности за счет точной модификации поверхности и стабильности дисперсии — NetEase

创建于02.27

Технический анализ продуктов из пирогенного кремнезема

I. Основные характеристики и процесс приготовления

Пищевые диоксиды кремния (CAS No.112945-52-5) — это наноразмерный порошковый материал, полученный путем высокотемпературного гидролиза (при 1800℃) тетрахлорида кремния или метилтрихлорсилана в водородно-кислородном пламени. Типичные физические параметры следующие:

Размер первичных частиц: 7-40 нм (измерено лазерным анализатором размера частиц)
Удельная поверхность: 50-380 м²/г (измерено методом БЭТ)
Насыпная плотность: 30-60 г/л
Чистота: SiO₂≥99,8% (определено методом РФА)

Его трехмерная дендритная структура образована агрегатами (Агрегатами) расплавленных первичных частиц (Первичными частицами) посредством водородных связей и далее образует хлопьевидную сеть посредством физической адсорбции (рисунок 1).

II. Технические стандарты классификации

Согласно GB/T 32678-2016 он классифицируется на:

Гидрофильный тип (тип А)

• Плотность поверхностных гидроксильных групп: 2,5-3,5 на нм² (измерено кислотно-основным титрованием)

• Значение pH: 3,6-4,3 (10% водная дисперсия)

• Значение поглощения масла: 2,5-3,5 г/100 г (ASTM D281)

Гидрофобный тип (тип B)

• Средство для обработки поверхности: гексаметилдисилазан/диметилдихлорсилан

• Угол контакта: ≥120° (метод динамического смачивания)

• Содержание углерода: 0,5-5,0% (элементный анализ)

III.Основные функциональные характеристики

Укрепляющий эффект

В силиконовой резине добавление 15 частей пирогенного кремнезема может увеличить прочность на разрыв с 0,5 МПа до 12 МПа (GB/T 528). Механизм армирования включает:

Физическая запутанность: Трехмерная сетевая структура ограничивает движение сегментов цепи.
Химическая адсорбция: поверхностные силанольные группы образуют водородные связи с полимером.

Тиксотропные свойства

В покрытиях при добавлении 0,5-2,0% можно добиться:

Индекс тиксотропности (TI): 2,5-5,0 (измерено ротационным вискозиметром)
Значение сопротивления провисанию: ≥250 мкм (ASTM D4402)

Характеристики адсорбции

Между удельной площадью поверхности и адсорбционной емкостью существует линейная зависимость:

При S = 380 м²/г значение абсорбции ДБФ достигает 320 г/100 г (ASTM D2414).

IV.Типичные технические параметры применения

Армирование силиконовой резины

Количество добавки: 8-20% по весу
Эффект усиления: прочность на разрыв увеличивается в 5-8 раз (ASTM D624)

Противоседиментационные покрытия

Рекомендуемое количество добавки: 0,3-1,5%
Стабильность при хранении: ≥12 месяцев (без образования твердого осадка)

Предотвращение слеживания в пищевых продуктах

Допустимое количество добавки: ≤2% (GB 2760)
Угол естественного откоса: ≤35° (для улучшения текучести)

V. Технология модификации поверхности

Модификация на месте

Ввести силановые связующие агенты (например, KH-550) на этапе синтеза:

Температура модификации: 800-1000℃
Процент прививки: 70-85% (измерено с помощью ТГА)

Модификация после лечения

Параметры мокрого процесса:

Растворитель: этанол/вода (объемное соотношение 7:3)
Температура реакции: 60-80℃
Время модификации: 4-6 часов

VI. Ключевые моменты контроля качества

Потери при прокаливании: ≤2,0% (105℃×2ч)

Остаток на сите (45 мкм): ≤0,04% (метод мокрого просеивания)

Содержание хлорида: ≤100 ppm (метод потенциометрического титрования)

Общее содержание тяжелых металлов: ≤50 ppm (ICP-OES)

(Источники данных: GB/T 20020-2013, ISO 18473-3:2018, технический документ по продукции Cabot)

Этот материал может точно соответствовать реологическим требованиям различных сценариев применения, регулируя удельную площадь поверхности (рисунок 2), тип поверхностных групп и степень агломерации. Текущее технологическое развитие фокусируется на точной модификации поверхности и улучшении стабильности дисперсии, способствуя расширению его применения в новых областях, таких как покрытие для сепараторов новых энергетических батарей и материалы для 3D-печати.

Контакт

Оставьте свою информацию, и мы свяжемся с вами.