沉淀二氧化硅的生产原理及应用

* 来源: 网络资源 * 发表时间: 2021/09/16 10:54:00 * 浏览: 86

白炭黑的化学式为SiO2nH2O，因其用途与炭黑和白相近，故名白炭黑。根据生产方法的不同，二氧化硅可分为沉淀二氧化硅（沉淀水合二氧化硅）和气相二氧化硅（气相二氧化硅）。两种产品的生产方法不同，其性质和用途也大不相同。气相法生产主要是利用四氯化硅和空气燃烧二氧化硅，颗粒细小，中值粒径可达5微米。沉淀过程使用硅酸钠通过添加硫酸沉淀二氧化硅。中值粒径约为 7-12 微米。气相二氧化硅价格昂贵，不易吸潮，多用于油漆中作为消光剂。沉淀二氧化硅价格便宜且易吸潮。主要用作橡胶和塑料制品中的填充剂和增强剂。下面介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，又称沉淀白炭黑。以下涉及的白炭黑为沉淀白炭黑。

白炭黑

一、沉淀二氧化硅的生产原理

硅酸钠与硫酸反应生成水合硅酸盐 Na2O·mSiO2+H2SO4+nH2o-→Na2SO4+mSiO2· (N +1) H2O↓

（反应过程需要加热）。反应终液经压滤脱水、洗涤、打浆得白炭黑浆液，经喷雾干燥即得白炭黑成品。

二、二氧化硅沉淀法的主要用途

自1940年代工业化生产以来，二氧化硅产品作为补强剂广泛用于橡胶制品，此外还有医药工业、农药、油墨、油漆、涂料、牙膏、造纸、食品、饲料、化妆品、电池等行业.现简要介绍白灰黑的主要应用行业：

1、轮胎行业

在轮胎胎面胶中使用白炭黑，特别是高分散沉淀法和偶联剂，可以同时提高轮胎寿命（提高耐磨性）和安全性（提高防滑性），降低油耗（降低滚动阻力）。此外，胎体和带束层采用二氧化硅的沉淀法，可以提高橡胶材料与钢丝帘线的粘合力；在胎侧胶中使用白炭黑部分替代炭黑，可以大大提高橡胶材料的耐久性，提高抗弯曲性和抗冲击性。

胶鞋及其他橡胶制品

(1)白炭黑白，颗粒细，使用白炭黑硫化橡胶透明度高，还可以提高橡胶材料的综合物理性能。因此，白炭黑作为主要补强填料，被广泛应用于胶鞋生产，尤其是透明、半透明的鞋底胶料。

(2)胶粘带生产中，为了提高其耐磨性，大量加入白炭黑。同时，白炭黑表面的硅烷醇起到提高胶粘材料和织物的润湿性的作用，有利于胶粘材料的扩散和渗透。除上述产品外，白炭黑还用于胶辊、胶管、胶板、电线电缆及家用电器、文具胶件等。

3、硅橡胶

硅橡胶的应用始于二氧化硅的出现。硅橡胶具有高耐热性和优良的耐寒性、耐臭氧性、耐老化性和耐大气老化性，并具有优良的电绝缘性。由于硅橡胶的上述特性，它被广泛应用于航空航天、电子等行业。气相二氧化硅价格较高，气相二氧化硅可以用相对便宜的沉淀二氧化硅代替，可用于生产低档硅橡胶。

4、医药行业

白炭黑具有生理惰性、高吸收性、分散性和增稠性，已广泛用于药物制剂中。例如，现在大量的伪生物E粉使用白炭黑作为载体。

5、农药行业

白炭黑在农药工业中的主要作用是作为载体，提高流动性，防止结块，目前白炭黑主要用于各种可湿性粉剂。

6、在油墨的应用

油墨中的白炭黑主要增稠，用来控制油墨的流动。也用于控制打印机墨水的流动，使其不能任意流动或流挂，以获得清晰的打印效果。

三、二氧化硅各项指标在应用中的意义

1、比表面积白炭黑补强效果的大小，取决于其比表面积随比表面积的增加，一般橡胶制品的各项强度指标，但回弹性降低，撕裂强度降低，而且不磨损，混炼分散困难，高热，橡胶门尼粘度大，容易焦烧，因此，不同的配方，不同的用途，比表面积要求也不一样，比表面积对硫化橡胶的物理机械性能也不一致。

2、吸油值吸油值体现在结构的高度上，吸油值大，结构小，硫化胶延伸强度一般大，抗拉强度和硬度大，特别是耐磨性小，但伸长率低。

3、900℃燃烧还原反映了表面羟基。当表面羟基过多时，容易造成橡胶复合材料的结构变脆，使材料变脆。影响加工性能，硫化时易掉块，硫化促进剂表面羟基有很强的吸附作用，延长硫化时间。

4、105℃加热减少反映了颗粒间隙中的游离水量。当它太小时，橡胶材料的结构高并且橡胶的混合变得困难。如果加热减量为零，白炭黑就没用了，一般控制在6%左右比较合适。

5、PH值一般在7左右，PH值升高（酸度降低），橡胶的硫化速度增加。

6、可溶性盐含量越少越好，但如果可溶性盐含量大大降低，生产成本将大大增加。

纵观世界范围内，近年来新型硅化合物的数量并没有增加多少，无机硅化合物的发展更加受到关注。从目前的趋势看，白炭黑将大量进入轻工、食品、医药、建筑、电子、冶金、机械工业等诸多领域，发展前景广阔。

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