A fuligem branca é uma sílica hidratada obtida por precipitação de uma solução de silicato de sódio. Este último é o vidro líquido. O processo de reação usa um ácido, e o próximo passo é a filtração, lavagem e posterior secagem.
A substância descrita é a base para a obtenção de cargas para materiais compósitos poliméricos. Estes últimos são produtos da modificação do carbono branco com modificadores orgânicos. Às vezes, o material descrito também é chamado de nitreto de boro, que é obtido pela queima de pentaborano em nitrogênio.
Descrição
A fórmula do material é a seguinte: SiO. Dependendo dos indicadores de qualidade e finalidade, a fuligem pode ser representada por quatro graus:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Suas características atendem aos requisitos do GOST 18307-78. Cada marca tem seu próprio tamanho de partícula. Para o primeiro dos mencionados acima, este parâmetro chega a 108 nm, enquanto a fração é 77 se o material for determinado pela marca BS-50. O tamanho de partícula é reduzido para 34 e 27 paragrau de negro de fumo BS-100 e BS-120.
Uma certa quantidade de água ligada pode ser usada no processo de obtenção e processamento. Neste caso, a forma da ligação com o SiO2 muda. Pode ser fracamente adsortivo ou coordenado.
A obtenção é feita pelo método da fase líquida ou da fase gasosa. A primeira é a precipitação do ácido silícico amorfo. As soluções utilizadas são silicatos de sódio. Reagentes ácidos, por exemplo, dióxido de carbono ou ácido clorídrico, atuam como um dos participantes do processo químico. A reação ocorre a uma temperatura de 70 a 90 °C.
O produto resultante passa por três etapas antes de secar. Dependendo de quais condições de precipitação são usadas, são obtidos negros de fumo alcalinos, neutros ou ácidos. O produto seco é então moído. O grau de porosidade e finura das partículas depende da natureza do agente de decomposição, que é uma substância que decompõe o silicato. Durante a filtração e secagem, as partículas podem se agregar durante a condensação dos ácidos polissilícicos. Nesse sentido, as condições dessas etapas são rigorosamente regulamentadas.
Descrição do método em fase gasosa
A fuligem branca pode ser obtida no processo de tecnologia em fase gasosa. Consiste na hidrólise de tetracloreto de silício ou tetrafluoreto de silício com uma mistura explosiva. A temperatura pode chegar a 1.100°C. Como resultado, é possível obter um produto puro pouco hidratado, caracterizado por alta dispersão. No entanto, sua porosidade é bastante baixa. Mas este método é acompanhado por grandes gastos de energia, matérias-primas, alto custo ea formação de um subproduto na forma de HC1, que deve ser utilizado racionalmente.
A fuligem branca pode ser obtida por outra técnica, que é uma variação da tecnologia descrita acima. Estamos falando da hidrólise do tetracloreto de silício a baixas temperaturas. Este método também é chamado de aerogel. Além dos métodos descritos acima, foi desenvolvida a tecnologia de borrachas de silicato e óleo de silicato. O processo usa deposição a frio de sílica. A reação envolve a coagulação da borracha.
Algumas falhas
A fuligem branca é o dióxido de silício, que tem algumas desvantagens. Eles limitam significativamente o escopo do produto na indústria da borracha. A desvantagem é a densidade, que é muito maior que a do negro de fumo. Molhar por borrachas é o pior. Para melhorar essa característica, o material é submetido à carbofilização, que também é chamada de hidrofobização e envolve o tratamento com substâncias ativas adsorvidas na superfície da sílica por grupos polares. Usado como tensoativos:
- álcool;
- aminas alifáticas ou cicloalifáticas.
Eles contêm mais de 6 carbonos e compostos semelhantes a óleo de silicone.
Escopo de aplicação
O uso de carbono branco é bastante comum. Permite melhorar as características mecânicas da borracha, feita à base de borrachas de silicone. Esses materiais aumentaramresistência ao fogo e resistência ao calor. O negro de fumo é comparável em propriedades de reforço ao negro de fumo e o supera em seu efeito na resistência ao calor e ao óleo.
Com a ajuda de uma substância, uma resistência ao deslizamento impressionante pode ser obtida. Está sendo introduzido junto com o negro de fumo na borracha da banda de rodagem dos pneus que são operados em condições difíceis. O uso em pequenas quantidades reduz a resistência ao desgaste da banda de rodagem e aumenta a resistência dos elementos do padrão ao lascamento. Os materiais são recomendados como aditivo na borracha da carcaça para aumentar a resistência da conexão com o cabo.
Alguns parâmetros físicos e químicos
Ao considerar a composição do carbono branco, deve-se entender que este material é composto de silicato de sódio e ácido. Este último pode ser camurça. Até o momento, vários graus deste material são conhecidos, cada um deles possui suas próprias propriedades físicas e químicas. Por exemplo, o negro de fumo branco BS-100 tem 86% de dióxido de silício, como a marca BS-120. Considerando que BS-50 contém dióxido de silício na quantidade de 70%.
Fração de massa de umidade para BS-100 é de 6,5%. A perda de peso na ignição pode variar de 5 a 7%. Em termos de óxido de ferro, a fração mássica pode ser de 0,15%, como é o caso da fração mássica de alumínio quando convertida em óxido de alumínio. A fração mássica de cloretos não excede 1%. A fração de massa de cálcio e magnésio é de 0,8% quando convertida em óxido de cálcio. A fração de massa de alcalinidade não é padronizada.
Em conclusão
O material é embalado em sacos laminados de quatro camadas com umuma camada de polietileno. O volume máximo pode ser de 20 kg. A substância também é vendida em recipientes descartáveis especializados. Seu peso atinge 400 kg. O material é transportado por qualquer meio de transporte. A vida útil garantida não excede 6 meses a partir da data de fabricação.
O material consiste em cristais sólidos incolores, cujo ponto de fusão é muito alto. A substância não se dissolve na água e, quando aquecida, começa a interagir com álcalis e óxidos. O dióxido de silício é usado como componente na fabricação de cerâmicas, bem como na produção de produtos de vidro de concreto.
