Finginea albă este o silice hidratată obținută prin precipitare dintr-o soluție de silicat de sodiu. Acesta din urmă este sticlă lichidă. Procesul de reacție folosește un acid, iar următorul pas este filtrarea, spălarea și uscarea ulterioară.
Substanța descrisă stă la baza obținerii materialelor de umplutură pentru materialele compozite polimerice. Acestea din urmă sunt produse ale modificării carbonului alb cu modificatori organici. Uneori, materialul descris este numit și nitrură de bor, care se obține prin arderea pentaboranului în azot.
Descriere
Formula materialului este următoarea: SiO. În funcție de indicatorii de calitate și de scop, funinginea poate fi reprezentată de patru grade:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Caracteristicile sale îndeplinesc cerințele GOST 18307-78. Fiecare marcă are propria dimensiune a particulelor. Pentru primul dintre cele menționate mai sus, acest parametru ajunge la 108 nm, în timp ce fracția este 77 dacă materialul este determinat de marca BS-50. Dimensiunea particulelor este redusă la 34 și 27 pentrunegru de fum clasele BS-100 și BS-120.
O anumită cantitate de apă legată poate fi utilizată în procesul de obținere și prelucrare. În acest caz, se modifică forma legăturii cu SiO2. Poate fi slab absorbant sau coordonator.
Obținerea se realizează prin metoda fază lichidă sau fază gazoasă. Prima este precipitarea acidului silicic amorf. Soluțiile folosite sunt silicați de sodiu. Reactivii acizi, de exemplu, dioxidul de carbon sau acidul clorhidric, acționează ca unul dintre participanții la procesul chimic. Reacția are loc la o temperatură de 70 până la 90 °C.
Produsul rezultat trece prin trei etape înainte de uscare. În funcție de condițiile de precipitare utilizate, se obțin negrul de fum alcalin, neutru sau acid. Produsul uscat este apoi măcinat. Gradul de porozitate și finețe al particulelor depinde de natura agentului de descompunere, care este o substanță care descompune silicatul. În timpul filtrării și uscării, particulele se pot agrega în timpul condensării acizilor polisilicici. În acest sens, condițiile acestor etape sunt strict reglementate.
Descrierea metodei în fază gazoasă
Finginea albă poate fi obținută în procesul tehnologiei în fază gazoasă. Constă în hidroliza tetraclorurii de siliciu sau tetrafluorurii de siliciu cu un amestec exploziv. Temperatura poate ajunge până la 1.100 °C. Ca rezultat, este posibil să se obțină un produs pur și slab hidratat, care se caracterizează printr-o dispersie ridicată. Cu toate acestea, porozitatea sa este destul de scăzută. Dar această metodă este însoțită de cheltuieli mari de energie, materii prime, costuri ridicate șiformarea unui produs secundar sub formă de HC1, care ar trebui utilizat rațional.
Finginea albă poate fi obținută printr-o altă tehnică, care este o variație a tehnologiei descrise mai sus. Vorbim despre hidroliza tetraclorurii de siliciu la temperaturi scăzute. Această metodă se mai numește și aerogel. Pe lângă metodele descrise mai sus, a fost dezvoltată tehnologia cauciucurilor cu silicat și silicat-ulei. Procesul folosește depunerea la rece de silice. Reacția implică coagularea cauciucului.
Câteva defecte
Finginea albă este dioxid de siliciu, care are unele dezavantaje. Ele limitează în mod semnificativ domeniul de aplicare al produsului în industria cauciucului. Dezavantajul este densitatea, care este mult mai mare decât cea a negrului de fum. Udarea cu cauciucuri este cea mai rea. Pentru a îmbunătăți această caracteristică, materialul este supus carbofilizării, care se mai numește și hidrofobizare și presupune tratarea cu substanțe active adsorbite pe suprafața silicei de către grupările polare. Utilizați ca agenți tensioactivi:
- alcool;
- amine alifatice sau cicloalifatice.
Conțin peste 6 atomi de carbon și compuși asemănător uleiului de silicon.
Domeniul de aplicare
Utilizarea carbonului alb este destul de comună. Permite îmbunătățirea caracteristicilor mecanice ale cauciucului, realizat pe bază de cauciucuri siliconice. Aceste materiale au crescutrezistență la foc și rezistență la căldură. Negrul de fum este comparabil ca proprietăți de întărire cu negrul de fum și îl depășește prin efectul său asupra rezistenței la căldură și ulei.
Cu ajutorul unei substanțe, se poate oferi o rezistență impresionantă la alunecare. Este introdus împreună cu negru de fum în cauciucul benzii de rulare a anvelopelor care sunt operate în condiții dificile. Utilizarea în cantități mici reduce rezistența la uzură a benzii de rulare și crește rezistența la ciobire a elementelor modelului. Materialele sunt recomandate ca aditiv în cauciucul carcasei pentru a crește rezistența conexiunii cu cablul.
Unii parametri fizici și chimici
Când luați în considerare compoziția carbonului alb, ar trebui să înțelegeți că acest material este compus din silicat de sodiu și acid. Acesta din urmă poate fi caprisă. Până în prezent, sunt cunoscute mai multe grade ale acestui material, fiecare dintre ele având propriile sale proprietăți fizice și chimice. De exemplu, negru de fum alb BS-100 are 86% dioxid de siliciu, ca marca BS-120. În timp ce BS-50 conține dioxid de siliciu în cantitate de 70%.
Fracția de masă a umidității pentru BS-100 este de 6,5%. Pierderea în greutate la aprindere poate varia de la 5 la 7%. În ceea ce privește oxidul de fier, fracția de masă poate fi de 0,15%, așa cum este cazul fracțiunii de masă a aluminiului când este transformată în oxid de aluminiu. Fracția de masă a clorurilor nu depășește 1%. Fracția de masă a calciului și magneziului este de 0,8% atunci când este transformată în oxid de calciu. Fracția de masă a alcalinității nu este standardizată.
În concluzie
Materialul este ambalat în pungi laminate cu patru straturi cu unulun strat de polietilenă. Volumul maxim poate fi de 20 kg. Substanța se vinde și în recipiente specializate de unică folosință. Greutatea lor ajunge la 400 kg. Materialul se transporta cu orice mijloc de transport. Perioada de valabilitate garantată nu depășește 6 luni de la data fabricării.
Materialul constă din cristale solide incolore, al căror punct de topire este foarte ridicat. Substanța nu se dizolvă în apă și, atunci când este încălzită, începe să interacționeze cu alcalii și oxizii. Dioxidul de siliciu este folosit ca componentă în fabricarea ceramicii, precum și în producția de produse din sticlă din beton.
