Bílé saze jsou hydratovaný oxid křemičitý získaný vysrážením z roztoku křemičitanu sodného. To druhé je tekuté sklo. Reakční proces využívá kyselinu a dalším krokem je filtrace, promytí a další sušení.
Popsaná látka je základem pro získání plniv pro polymerní kompozitní materiály. Posledně jmenované jsou produkty modifikace bílého uhlíku organickými modifikátory. Někdy se popsaný materiál nazývá také nitrid boru, který se získává spalováním pentaboranu v dusíku.
Popis
Vzorec materiálu je následující: SiO. V závislosti na ukazatelích kvality a účelu mohou být saze reprezentovány čtyřmi stupni:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Jeho vlastnosti splňují požadavky GOST 18307-78. Každá značka má svou vlastní velikost částic. U prvního z výše uvedených dosahuje tento parametr 108 nm, přičemž frakce je 77, pokud je materiál určen značkou BS-50. Velikost částic je snížena na 34 a 27 fortřídy sazí BS-100 a BS-120.
V procesu získávání a zpracování lze použít určité množství vázané vody. V tomto případě se mění forma vazby s SiO2. Může být slabě adsorpční nebo koordinační.
Získávání se provádí metodou v kapalné nebo plynné fázi. První je vysrážení amorfní kyseliny křemičité. Používanými roztoky jsou křemičitany sodné. Kyselá činidla, například oxid uhličitý nebo kyselina chlorovodíková, působí jako jeden z účastníků chemického procesu. Reakce probíhá při teplotě 70 až 90 °C.
Výsledný produkt prochází před sušením třemi fázemi. V závislosti na použitých podmínkách srážení se získají alkalické, neutrální nebo kyselé saze. Suchý produkt se poté mele. Stupeň poréznosti a jemnosti částic závisí na povaze rozkladného činidla, což je látka rozkládající silikát. Během filtrace a sušení se částice mohou shlukovat během kondenzace kyselin polykřemičitých. V tomto ohledu jsou podmínky těchto fází přísně regulovány.
Popis metody v plynné fázi
Bílé saze lze získat v procesu technologie plynné fáze. Spočívá v hydrolýze chloridu křemičitého nebo tetrafluoridového křemíku výbušnou směsí. Teplota může dosáhnout až 1 100 °C. V důsledku toho je možné získat čistý nízko hydratovaný produkt, který se vyznačuje vysokou disperzí. Jeho pórovitost je však poměrně nízká. Tato metoda je však doprovázena velkými náklady na energii, suroviny, vysoké náklady avznik vedlejšího produktu ve formě HC1, který by měl být využíván racionálně.
Bílé saze lze získat jinou technikou, která je obměnou výše popsané technologie. Hovoříme o hydrolýze chloridu křemičitého při nízkých teplotách. Tato metoda se také nazývá aerogel. Kromě výše popsaných metod byla vyvinuta technologie silikátových a silikátových olejových kaučuků. Proces využívá nanášení oxidu křemičitého za studena. Reakce zahrnuje koagulaci pryže.
Některé nedostatky
Bílé saze jsou oxid křemičitý, který má některé nevýhody. Výrazně omezují rozsah produktu v gumárenském průmyslu. Nevýhodou je hustota, která je mnohem větší než u sazí. Nejhorší je smáčení gumami. Pro zlepšení této vlastnosti je materiál podroben karbofilizaci, která se také nazývá hydrofobizace a zahrnuje úpravu aktivními látkami adsorbovanými na povrchu oxidu křemičitého polárními skupinami. Používají se jako povrchově aktivní látky:
- alkoholy;
- alifatické nebo cykloalifatické aminy.
Obsahují více než 6 uhlíků a sloučeniny podobné silikonovému oleji.
Rozsah aplikace
Použití bílého uhlíku je zcela běžné. Umožňuje zlepšit mechanické vlastnosti pryže vyrobené na bázi silikonových pryží. Těchto materiálů přibylopožární odolnost a tepelnou odolnost. Saze jsou svými zpevňujícími vlastnostmi srovnatelné se sazemi a předčí je ve svém účinku na odolnost vůči teplu a oleji.
S pomocí látky lze dosáhnout působivé odolnosti proti uklouznutí. Spolu se sazemi se zavádí do běhounu pneumatik provozovaných v obtížných podmínkách. Použití v malých množstvích snižuje odolnost běhounu proti opotřebení a zvyšuje odolnost prvků dezénu proti vylamování. Materiály se doporučují jako přísada do pryže kostry pro zvýšení pevnosti spojení s kabelem.
Některé fyzikální a chemické parametry
Při zvažování složení bílého uhlíku byste měli pochopit, že tento materiál se skládá z křemičitanu sodného a kyseliny. Tím posledním může být kamzík. K dnešnímu dni je známo několik druhů tohoto materiálu, každý z nich má své vlastní fyzikální a chemické vlastnosti. Například bílé saze BS-100 mají 86 % oxidu křemičitého, jako značka BS-120. Zatímco BS-50 obsahuje oxid křemičitý v množství 70 %.
Hmotnostní zlomek vlhkosti pro BS-100 je 6,5 %. Ztráta hmotnosti při zapálení se může lišit od 5 do 7 %. Pokud jde o oxid železa, hmotnostní zlomek může být 0,15 %, jako je tomu v případě hmotnostního zlomku hliníku při přeměně na oxid hlinitý. Hmotnostní podíl chloridů nepřesahuje 1 %. Hmotnostní zlomek vápníku a hořčíku je 0,8 % při přeměně na oxid vápenatý. Hmotnostní zlomek alkality není standardizován.
Na závěr
Materiál je balen v laminovaných čtyřvrstvých sáčcích po jednomvrstvou polyethylenu. Maximální objem může být 20 kg. Látka se také prodává ve specializovaných jednorázových nádobách. Jejich hmotnost dosahuje 400 kg. Materiál se dopravuje jakýmkoliv dopravním prostředkem. Zaručená trvanlivost nepřesahuje 6 měsíců od data výroby.
Materiál se skládá z pevných bezbarvých krystalů, jejichž bod tání je velmi vysoký. Látka se nerozpouští ve vodě a při zahřívání začíná interagovat s alkáliemi a oxidy. Oxid křemičitý se používá jako součást při výrobě keramiky a také při výrobě betonových skleněných výrobků.
