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气相二氧化硅介绍

1)性质
气相二氧化硅是合成的无机硅酸,是具有无定型结构的高度分散的白色微粉末。它的组成可以用
SiO2·nH2O 表示。它不溶于酸和水,在空气中吸收水份后成为凝聚的细粒。加热时,能溶于氢氧化钠和氢氟酸中。对其他化学药品稳定,耐高温、不燃烧、有很高的电绝缘性。多孔、比表面积很大,在硅橡胶中有较大的分散性。纯度高,达 99.5%以上,相比,沉淀二氧化硅纯度要低得多,约在 90%左右。

气相二氧化硅在其内部结构主要是无规节的三维体结构,其内部排列成紧密的填满状态。它没有毛细管结构。气相二氧化硅的表面羟基能吸附一定量水凝集在其表面,这种吸附是可逆的,在加热到
105℃时可除去。其对水的吸附有化学吸附和物理吸附之分:前者为氢键结合,与空气中的湿度无关;后者是分子力作用,随空气中的湿度而异。气相二氧化硅在应用方面的“活性”,主要表现在表面羟基。其补强、增稠、触变等性能,都是其表面氢键结合的结果。表面水分也影响化学和物理的作用。但不同种类的表面羟基和表面水分大小,性能也不尽相同。气相二氧化硅在硅橡胶混炼过程中的“结构化”现象与此有关。“结构化”现象随表面羟基的增高而增强,随表面水分的增大而减弱。用途不同,表面羟基和水分都要有一个适宜的量。比如,增稠要求含水份 2%为宜;硅橡胶补强,要求水分低一些为好,而抗粘连用最好无水。在质量标准中,用 1000℃的灼烧减量,测定其表面羟基含量,一般小于 1。气相二氧化硅的灼烧减量比沉淀二氧化硅低得多,国内外气相二氧化硅的质量差别也与这个关键指标有关。

气相二氧化硅的
pH 值为微酸性,这是由于气相二氧化硅在介质中表面羟基上的氢离解的结果。硅醇基酸度介于≥POH 和>BOH 之间,离解常数为 10-10~1012,纯二氧化硅在 4%的悬浊液中的 pH 值约为 4.6。由于生产中有微量的氯化氢存在,,使产品 pH 值约为 3.6~4.3。二氧化硅表面酸性点,能促进氧化物分解,因而能稍稍及其交联效应。

此外,游离氯化氢的存在,也会降低在硅橡胶中的补强作用和混炼时间,所以,要求产品要控制在一定的
pH 区间白炭黑比表面积受颗粒度支配,颗粒度越细,比表面积越大。离子之间首先要相互接触,才有可能产生作用,接触起作用的几率与比表面积成比例,所以比表面积是衡量填料活性的重要手段之一。粒子比表面积有外比表面积和内比表面之分。在实际应用中起作用的多是外比表面积。现在测定比表面积的方法,无论是气体吸附还是溶液吸附,都是测定总比表面积即外比表面积和内比表面积之和。但是,气相二氧化硅大体上是非孔性的球体,其孔容很小,90%都是外表面,基本可代替其活性大小。气相二氧化硅型号的分级多按比表面的大小而定。

气相二氧化硅由原生粒子到次生粒子在相互粘附成凝聚状态,其粒子直径并不均一,事实上,它是一种分散体系。对于表示一个多分散体的性质,其颗粒行为的确定,仅有平均粒子直径是不能确定的,
还必须有粒度分布指标。粒度分布范围大小对产品质量有很大影响。为使制品质量稳定,要求填料粒度分布范围狭窄。粒度约小,比表面积越大,其分布范围就越小。因此,不同用途的产品,需控制不同粒度。

气相二氧化硅表面光滑,其硅醇基团能相互起作用。它的触变效应比沉淀二氧化硅有效得多。同时比表面积对增稠和触变效应的影响也大,一般来说,比表面积越大,稠度越大和触变性越高。不过比表面积越大也越难分散。因此,在工业上要求高增稠和高触变性,不一定选取最大比表面积的二氧化硅,往往选择中等比表面积。气相二氧化硅在增大粘度和触变效能方面,主要受两个因数影响:就是分散方法和溶剂
-粘合剂系统的极性。气相二氧化硅的增稠和触变效应是它的显著特征之一。应用这种效应可防止漆膜在垂直表面流挂,还用于聚酯板或玻璃纤维层压板、聚酯亮光漆涂层、聚氯乙烯溶胶及密封料中。





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