El sutge blanc és una sílice hidratada obtinguda per precipitació d'una solució de silicat sòdic. Aquest últim és vidre líquid. El procés de reacció utilitza un àcid i el següent pas és la filtració, el rentat i l'assecat posterior.
La substància descrita és la base per a l'obtenció de farcits per a materials compostos polimèrics. Aquests últims són productes de la modificació del carboni blanc amb modificadors orgànics. De vegades, el material descrit també s'anomena nitrur de bor, que s'obté cremant pentaborà en nitrogen.
Descripció
La fórmula del material és la següent: SiO. Segons els indicadors de qualitat i la finalitat, el sutge es pot representar amb quatre graus:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Les seves característiques compleixen els requisits de GOST 18307-78. Cada marca té la seva pròpia mida de partícula. Per al primer dels esmentats anteriorment, aquest paràmetre arriba als 108 nm, mentre que la fracció és de 77 si el material està determinat per la marca BS-50. La mida de la partícula es redueix a 34 i 27 perGraus de negre de carboni BS-100 i BS-120.
Una certa quantitat d'aigua lligada es pot utilitzar en el procés d'obtenció i processament. En aquest cas, la forma de l'enllaç amb SiO2 canvia. Pot ser d'adsorció o coordinació feble.
L'obtenció es realitza pel mètode en fase líquida o en fase gasosa. El primer és la precipitació d'àcid silícic amorf. Les solucions utilitzades són silicats de sodi. Els reactius àcids, per exemple, el diòxid de carboni o l'àcid clorhídric, actuen com un dels participants en el procés químic. La reacció té lloc a una temperatura de 70 a 90 °C.
El producte resultant passa per tres etapes abans d'assecar-se. Segons quines condicions de precipitació s'utilitzin, s'obtenen negres de carboni alcalins, neutres o àcids. A continuació, es tritura el producte sec. El grau de porositat i finesa de les partícules depèn de la naturalesa de l'agent de descomposició, que és una substància que descompon el silicat. Durant la filtració i l'assecat, les partícules poden agregar-se durant la condensació d'àcids polisilícics. En aquest sentit, les condicions d'aquestes etapes estan estrictament regulades.
Descripció del mètode de la fase gasosa
El sutge blanc es pot obtenir en el procés de la tecnologia en fase gasosa. Consisteix en la hidròlisi de tetraclorur de silici o tetrafluorur de silici amb una mescla explosiva. La temperatura pot arribar als 1.100 °C. Com a resultat, és possible obtenir un producte pur poc hidratat, que es caracteritza per una gran dispersió. No obstant això, la seva porositat és bastant baixa. Però aquest mètode va acompanyat de grans despeses d'energia, matèries primeres, alt cost ila formació d'un subproducte en forma de HC1, que s'hauria d'utilitzar de manera racional.
El sutge blanc es pot obtenir mitjançant una altra tècnica, que és una variació de la tecnologia descrita anteriorment. Estem parlant de la hidròlisi del tetraclorur de silici a baixes temperatures. Aquest mètode també s'anomena aerogel. A més dels mètodes descrits anteriorment, s'ha desenvolupat la tecnologia de cautxú de silicat i silicat-oli. El procés utilitza la deposició en fred de sílice. La reacció implica la coagulació del cautxú.
Alguns defectes
El sutge blanc és diòxid de silici, que té alguns inconvenients. Limiten significativament l'abast del producte a la indústria del cautxú. El desavantatge és la densitat, que és molt més gran que la del negre de carboni. Mullar amb gomes és el pitjor. Per millorar aquesta característica, el material es sotmet a una carbofilització, que també s'anomena hidrofobització i implica un tractament amb substàncies actives adsorbides a la superfície de la sílice per grups polars. S'utilitza com a tensioactius:
- alcohols;
- amines alifàtiques o cicloalifàtiques.
Contenen més de 6 carbonis i compostos semblants a l'oli de silicona.
Àmbit d'aplicació
L'ús de carbó blanc és força comú. Permet millorar les característiques mecàniques del cautxú, fet a base de gomes de silicona. Aquests materials han augmentatresistència al foc i resistència a la calor. El negre de carboni és comparable en propietats de reforç al negre de carboni i el supera pel que fa al seu efecte sobre la resistència a la calor i al petroli.
Amb l'ajuda d'una substància, es pot donar una resistència al lliscament impressionant. S'està introduint juntament amb el negre de carboni a la banda de rodament dels pneumàtics que funcionen en condicions difícils. L'ús en petites quantitats redueix la resistència al desgast de la banda de rodament i augmenta la resistència dels elements del patró a l'estella. Es recomanen els materials com a additiu en el cautxú de la carcassa per augmentar la resistència de la connexió amb el cordó.
Alguns paràmetres físics i químics
Quan considereu la composició del carboni blanc, heu d'entendre que aquest material es compon de silicat de sodi i àcid. Aquest últim pot ser isard. Fins ara, es coneixen diversos graus d'aquest material, cadascun d'ells té les seves pròpies propietats físiques i químiques. Per exemple, el negre de carboni blanc BS-100 té un 86% de diòxid de silici, com la marca BS-120. Mentre que BS-50 conté diòxid de silici en una quantitat del 70%.
La fracció massiva d'humitat per a BS-100 és del 6,5%. La pèrdua de pes a l'encesa pot variar entre el 5 i el 7%. Pel que fa a l'òxid de ferro, la fracció de massa pot ser del 0,15%, com és el cas de la fracció de massa de l'alumini quan es converteix en òxid d'alumini. La fracció en massa dels clorurs no supera l'1%. La fracció en massa de calci i magnesi és del 0,8% quan es converteix en òxid de calci. La fracció de massa de l'alcalinitat no està estandarditzada.
En conclusió
El material s'envasa en bosses laminates de quatre capes amb unauna capa de polietilè. El volum màxim pot ser de 20 kg. La substància també es ven en envasos d'un sol ús especialitzats. El seu pes arriba als 400 kg. El material es transporta amb qualsevol mitjà de transport. La vida útil garantida no supera els 6 mesos des de la data de fabricació.
El material consta de cristalls sòlids incolors, el punt de fusió dels quals és molt alt. La substància no es dissol a l'aigua i, quan s'escalfa, comença a interactuar amb àlcalis i òxids. El diòxid de silici s'utilitza com a component en la fabricació de ceràmica, així com en la producció de productes de vidre de formigó.
