白炭黑的制造方式
白炭黑(主要成分為二氧化硅)的核心制作方式分為沉淀法和氣相法兩大類,此外還有溶膠-凝膠法等輔助工藝。
1. 沉淀法(Precipitated Silica)
這是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣、成本較低的方法,主要用于橡膠、輪胎、涂料等領(lǐng)域。
? 核心原理:通過(guò)可溶性硅酸鹽(如硅酸鈉,俗稱水玻璃)與酸類(如硫酸、鹽酸)反應(yīng),生成不溶于水的二氧化硅沉淀,再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、粉碎得到產(chǎn)品。
? 關(guān)鍵特點(diǎn):
? 產(chǎn)品粒徑較大(通常10-100nm),比表面積相對(duì)較低。
? 顆粒表面含有較多羥基,分散性較好,易與橡膠等有機(jī)材料結(jié)合。
? 生產(chǎn)成本低,產(chǎn)量大,適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
2. 氣相法(Fumed Silica)
該方法生產(chǎn)的白炭黑純度高、性能優(yōu)異,主要用于高端領(lǐng)域,如化妝品、電子、精密橡膠等。
? 核心原理:在高溫(1000-1800℃)下,使揮發(fā)性硅化合物(如四氯化硅、甲基三氯硅烷)與氧氣、氫氣混合燃燒,發(fā)生水解或氧化反應(yīng),生成氣態(tài)二氧化硅,再經(jīng)冷卻、聚集、捕集得到超細(xì)粉末。
? 關(guān)鍵特點(diǎn):
? 純度極高(SiO?含量≥99.8%),粒徑極?。ㄍǔ?-50nm),比表面積大。
? 分散性、補(bǔ)強(qiáng)性和增稠性優(yōu)異,但生產(chǎn)成本高,產(chǎn)量相對(duì)較低。
3. 其他輔助方法
? 溶膠-凝膠法:以硅醇鹽為原料,通過(guò)水解、縮聚反應(yīng)形成溶膠,再凝膠化、干燥得到產(chǎn)品,適合制備高純度、特定結(jié)構(gòu)的白炭黑,多用于科研或高端材料領(lǐng)域。
? 石英砂熔融法:將石英砂與純堿等助熔劑混合熔融,再經(jīng)酸解、沉淀等步驟制得,工藝相對(duì)傳統(tǒng),目前應(yīng)用較少。