Dumanlı Silika: Nanoölçekli Malzemeler Arasında Endüstriyel "Her İşi Yapan Adam"
Dumanlı silika (buhar fazlı silika beyazı), halosilanların hidrojen-oksijen alevinde yüksek sıcaklıkta hidrolizi yoluyla sentezlenen nanometre ölçeğinde bir inorganik malzemedir. Küçük bir parçacık boyutuna (7 ila 40 nm arasında değişen birincil parçacık boyutu), büyük bir özgül yüzey alanına (100 - 400 m²/g) ve yüksek yüzey aktivitesine sahiptir. Benzersiz üç boyutlu dendritik yapısı ve hidrojen bağı ağı, takviye, kalınlaştırma, tiksotropi ve anti-sedimentasyon gibi "çok yönlü" özellikler kazandırarak onu modern endüstrinin "gizli şampiyonu" yapar.
I. Çekirdek Yapı ve Performans Avantajları
Dumanlı silika, birincil parçacıkların (7 - 40 nm) kümelere (200 - 500 nm) kaynaşmasıyla oluşur ve bu kümeler daha sonra fiziksel adsorpsiyon yoluyla flokülan kümeler oluşturur. Bu yapı, kesme kuvveti altında bozulabilir ve yeniden düzenlenebilir, bu da malzemeye tiksotropi kazandırır (örneğin, kaplamalarda ve yapıştırıcılarda sarkmayı önler).
Parçacık yüzeyindeki kalıntı silanol grupları (Si - OH) hidrojen bağları oluşturabilir veya modifikatörlerle reaksiyona girebilir. Modifikasyonsuz hidrofilik tip (Tip A) suda kolayca çözünürken, silazanlar vb. ile modifiye edildikten sonra hidrofobik tip (Tip B) > 150° temas açısına sahip olduğundan yağlı sistemler için uygundur.
- Performans Parametresi Karşılaştırması
Dizin Yerli Lider İşletmeler (örneğin, Lianhong Xinke) Avrupa ve Amerikan İşletmeleri (örneğin, Heraeus)
Parçacık Boyut Dağılımı ±3 nm (patentli kontrol teknolojisi) ±8 nm
Özgül Yüzey Alanı 200 - 300 m²/g 150 - 220 m²/g
Yüzey Modifikasyonu Yerinde Hidrofobisite (temas açısı > 150°) İşlem Sonrası Hidrofobisite
Fiyat (yuan/ton) 25.000 - 35.000 80.000 - 120.000
II. Sınıflandırma ve Uygulama Senaryoları
- Uygulamalar: Silikon kauçuğun güçlendirilmesi (%30 oranında yırtılma direncini artırır), kaplamaların kalınlaştırılması, gıdalarda topaklanmayı önleyici madde (süt tozu/kahve için) ve kozmetiklerde tiksotropik madde (fondötende topaklanmayı önleme).
- Örnek: Danone ve Nestlé gibi süt ürünleri işletmeleri, geleneksel topaklanmayı önleyici maddeleri bununla değiştirdiler ve ihracat hacimleri %120 arttı.
- Uygulamalar: Lityum pil ayırıcıları için kaplama (Ningde Times'ın testleri çevrim ömründe %40 artış olduğunu gösteriyor), 5G baz istasyonları için sızdırmazlık yapıştırıcısı, toz kaplamalarda tortu önleme ve organik camda UV direnci.
- Teknik Gelişme: Yerli hidrofobik füme silika, alev alanını kontrol etmek için yapay zeka algoritmalarını kullanır ve uluslararası ürünlerle karşılaştırılabilir performansla ±5 nm'lik bir parçacık boyutu homojenliği elde eder.
III. Yüzey Modifikasyon Teknolojisi
Silazanlar ve klorosilanlar gibi değiştiriciler ile yüzey özellikleri hassas bir şekilde düzenlenebilir:
- Hidrofobik Modifikasyon: Temas açısı 70°'den 150°'nin üzerine çıkar ve yağlı sistemler (mürekkepler ve kaplamalar gibi) için uygun hale gelir.
- Fonksiyonel Modifikasyon: Fotobaşlatıcılar veya kuantum noktaları aşılanarak, akıllı kaplamalar ve çip ısı dağılımı uygulamaları için foto-elektrik-termal tepkili malzemeler geliştirilebilir.
IV. Endüstri Trendleri ve Standartları
- Hızlandırılmış Yerli İkame: Çin'in üretim kapasitesi küresel toplamın %35'ini oluşturmaktadır. Üst düzey ürünlerin ihracatı yıllık %87 oranında artmıştır ve fiyatı ithalatın sadece %60'ıdır.
- Standart Belirleme: Çin, ürünlerin üst düzey pazara girmesini teşvik etmek amacıyla ISO 18473-3 "Silikon Kauçuk için Dumanlı Silika" formülasyonuna başkanlık etti.
Dumanlı silika, kauçuk, yeni enerji ve kozmetik gibi 800'den fazla alanı kapsayan bir "endüstriyel lezzet arttırıcı"dan bir "nanoölçekli çözüme" dönüşüyor. Gram başına yüzey alanı bir futbol sahasına eşdeğerdir ve adsorpsiyon performansı hayal gücünün ötesindedir.