Fumovaný oxid kremičitý, životne dôležitý priemyselný materiál, získal významnú pozornosť v rôznych oblastiach vďaka svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. Ako vypuknutý dodávateľ oxidu kremičitého sa ma často pýtajú na povrchovú plochu vyplneného oxidu kremičitého a jeho význam. V tomto blogu preskúmame hĺbkové, čo je povrchová plocha spatrého oxidu kremičitého, prečo na tom záleží a ako to ovplyvňuje jeho aplikácie.
Pochopenie fumovaného oxidu kremičitého
Trpený oxid kremičitý sa produkuje vysoko teplotnou hydrolýzou kremíkového tetrachloridu v plameňoch oxydrogénu. Je to amorfná forma oxidu kremičitého s trojrozmernou reťazou - podobnou a rozvetvenou štruktúrou. Výsledné častice sú extrémne jemné, pričom primárne veľkosti častíc sa zvyčajne v rozmedzí 7 - 40 nanometrov.
Jednou z najpozoruhodnejších charakteristík vyplneného oxidu kremičitého je jeho veľká povrchová plocha. Povrchová plocha sa týka celkovej plochy vonkajšieho povrchu materiálu. V prípade vyplneného oxidu kremičitého je táto vysoká povrchová plocha výsledkom svojej malej veľkosti častíc a vysoko rozvetvenej štruktúry.
Meranie povrchovej plochy vypráchnutých oxid kremičitý
Povrchová plocha výparového oxidu kremičitého sa bežne meria pomocou metódy Brunauer - Emmett - Teller (BET). Táto metóda je založená na fyzickej adsorpcii molekúl plynu na povrchu tuhého materiálu. Ako adsorbát sa zvyčajne používa plynný dusík.
Teória BET predpokladá, že molekuly plynu tvoria viacero vrstiev na pevnom povrchu pri nízkych teplotách. Meraním množstva plynu adsorbovaného pri rôznych relatívnych tlakoch a potom použitím rovnice BET sa môže vypočítať povrchová plocha vzorky.
Povrchová plocha vyplneného oxidu kremičitého sa môže veľmi líšiť v závislosti od procesu výroby a špecifického dizajnu. Všeobecne platí, že plocha BET povrchu komerčného spunutého oxidu kremičitého sa pohybuje od asi 50 do 400 metrov štvorcových na gram ($ m^{2}/g $). Napríklad niektoré vypálené produkty oxidu kremičitého s otvorenejšou a rozvetvenejšou štruktúrou môžu mať vyššiu plochu povrchu, zatiaľ čo tie, ktoré majú relatívne väčšie primárne častice, môžu mať nižšiu plochu povrchu.
Prečo záleží na povrchu
Reologické vlastnosti
Povrchová plocha vyplneného oxidu kremičitého má hlboký vplyv na jeho schopnosť modifikovať reologické vlastnosti tekutín. V kvapalných systémoch interagujú vypálené častice oxidu kremičitého navzájom a s okolitými tekutými molekulami cez slabé sily, ako je vodíková väzba. Vyššia plocha povrchu znamená viac kontaktných bodov a silnejšie interakcie.
Napríklad v farbách a povlakoch môže vypálený oxid kremičitý s vysokou plochou plochy vytvoriť trojrozmernú sieťovú štruktúru v kvapalnej fáze. Táto sieť zvyšuje viskozitu systému, čím sa počas aplikácie zabraňuje usadzovaniu pigmentu a prepadnutiu. Zvyšuje tiež tixotropné správanie, ktoré je vlastnosťou, že sa pri odstránení napätia stáva menej viskóznym stresom a znovu získava svoju viskozitu. To je rozhodujúce pre zabezpečenie hladkého a jednotného povrchu.
Posilnenie v polyméroch
V polymérnych kompozitoch pôsobí vypálený oxid kremičitý ako výstužné plnivo. Vysoká plocha povrchu umožňuje lepšiu disperziu a silnejšiu medzifázovú adhéziu medzi časticami oxidu kremičitého a polymérnou matricou. Ak je kompozit vystavený napätiu, vypálené častice oxidu kremičitého môžu účinne prenášať zaťaženie, čím sa zvýšia mechanické vlastnosti polyméru.
Napríklad v silikónovom gumári môže vypálený oxid kremičitý s veľkou povrchovou plochou významne zlepšiť pevnosť v ťahu, odolnosť proti slzám a tvrdosť gumy. Zvýšená plocha povrchu poskytuje viac miest na chemické spojenie a fyzikálne zapletenie s polymérnymi reťazcami, čo vedie k robustnejšiemu a odolnejšiemu kompozitnému materiálu.
Adsorpcia a katalýza
Otrémový oxid kremičitý s vysokou plochou povrchu má vynikajúcu adsorpčnú kapacitu. Môže adsorbovať rôzne látky, ako sú plyny, kvapaliny a malé molekuly. Táto vlastnosť je užitočná v aplikáciách, ako je čistenie plynu a oddelenie.
Pri katalýze poskytuje vysoká povrchová plocha veľké množstvo aktívnych miest pre katalytické reakcie. Otrémový oxid kremičitý sa môže použiť ako podpora pre katalyzátory, zvyšuje disperziu aktívnych katalytických komponentov a zlepšuje katalytickú účinnosť.
Aplikácie založené na povrchovej ploche
Rôzne aplikácie pre rôzne povrchové oblasti
Ako už bolo spomenuté, oxilový oxid kremičitý s rôznymi povrchovými oblasťami má rôzne výhody a je vhodný pre rôzne aplikácie.
- Sviok s nízkym povrchom: Fumovaný oxid kremičitý s povrchovou plochou okolo 50 - 100 $ m^{2}/g $ sa často používa v aplikáciách, kde je požadovaný relatívne nízky vplyv na reológiu. Napríklad v niektorých lepidlách s nízkou viskozitou sa môže použiť ako plnivo na zlepšenie mechanických vlastností bez výrazného zvýšenia viskozity.
- Stredne povrchový oxid kremičitý: Výrobky s povrchovou plochou v rozmedzí 150 - 250 $ m^{2}/g $ sa vo všeobecnosti používajú vo všeobecnosti - účelové aplikácie, ako sú farby, povlaky a niektoré polymérne kompozity. Môžu účinne vyvážiť požiadavky reologickej modifikácie a posilnenia.
- Vysoký povrchový oxid kremičitý: Fumovaný oxid kremičitý s povrchovou plochou nad 300 $ m^{2}/g $ je preferovaný v aplikáciách, kde je potrebná silná zhrubnutie, vysoká výstuž alebo vynikajúca adsorpcia. Napríklad vo vysoko výkonných silikónových tesneniach môže poskytnúť vynikajúcu tixotropiu a mechanické vlastnosti.
Ak vás zaujíma naše vypálené produkty oxidu kremičitého, môžete sa pozrieťFumovaný oxid kremičitý (1250 - sieť), ktorý ponúka širokú škálu možností povrchovej plochy, aby splnili rôzne požiadavky na aplikáciu.
Záver
Povrchová plocha výparného oxidu kremičitého je kľúčovým parametrom, ktorý určuje jeho vlastnosti a aplikácie. Ovplyvňuje všetko od reologického správania tekutín po mechanický výkon polymérov a adsorpčnú schopnosť v rôznych procesoch.
Ako vyplnený dodávateľ oxidu kremičitého chápeme dôležitosť povrchovej plochy a sme odhodlaní poskytovať výrobky vysokej kvality s presne kontrolovanými povrchovými oblasťami, ktoré vyhovujú rôznym potrebám našich zákazníkov. Či už potrebujete vypálený oxid kremičitý na zlepšenie výkonu vašich farieb, posilnení vašich polymérov alebo pre ďalšie konkrétne aplikácie, môžeme ponúknuť najvhodnejšie riešenia.
Ak máte záujem o kúpu oxidu kremičitého alebo sa chcete dozvedieť viac o našich produktoch, neváhajte nás kontaktovať. Náš profesionálny tím je pripravený pomôcť vám s technickými konzultáciami a obstarávaním 洽谈.
Odkazy
- „Chémia oxidu kremičitého: rozpustnosť, polymerizácia, koloidné a povrchové vlastnosti a biochémia“, Ralph K. Iler, John Wiley & Sons.
- „Príručka výplne a posilňovania plastov“, HS Katz, JV Milewski, Van Nostrand Reinhold.