Η λευκή αιθάλη είναι ένα ενυδατωμένο πυρίτιο που λαμβάνεται με καθίζηση από διάλυμα πυριτικού νατρίου. Το τελευταίο είναι υγρό γυαλί. Η διαδικασία αντίδρασης χρησιμοποιεί ένα οξύ και το επόμενο βήμα είναι η διήθηση, το πλύσιμο και το περαιτέρω στέγνωμα.
Η περιγραφόμενη ουσία είναι η βάση για τη λήψη πληρωτικών για πολυμερή σύνθετα υλικά. Τα τελευταία είναι προϊόντα της τροποποίησης του λευκού άνθρακα με οργανικούς τροποποιητές. Μερικές φορές το περιγραφόμενο υλικό ονομάζεται επίσης νιτρίδιο βορίου, το οποίο λαμβάνεται με καύση πενταβορανίου σε άζωτο.
Περιγραφή
Ο τύπος υλικού είναι ο ακόλουθος: SiO. Ανάλογα με τους δείκτες ποιότητας και τον σκοπό, η αιθάλη μπορεί να αντιπροσωπεύεται από τέσσερις βαθμούς:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Τα χαρακτηριστικά του πληρούν τις απαιτήσεις του GOST 18307-78. Κάθε μάρκα έχει το δικό της μέγεθος σωματιδίων. Για την πρώτη από αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω, αυτή η παράμετρος φτάνει τα 108 nm, ενώ το κλάσμα είναι 77 εάν το υλικό προσδιορίζεται από τη μάρκα BS-50. Το μέγεθος σωματιδίων μειώνεται σε 34 και 27 γιαμαύρου άνθρακα ποιότητες BS-100 και BS-120.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ορισμένη ποσότητα δεσμευμένου νερού στη διαδικασία λήψης και επεξεργασίας. Στην περίπτωση αυτή αλλάζει η μορφή του δεσμού με το SiO2. Μπορεί να είναι ασθενώς προσροφητικό ή συντονιστικό.
Η λήψη πραγματοποιείται με τη μέθοδο υγρής φάσης ή αέριας φάσης. Το πρώτο είναι η καθίζηση άμορφου πυριτικού οξέος. Τα διαλύματα που χρησιμοποιούνται είναι πυριτικά άλατα νατρίου. Τα όξινα αντιδραστήρια, για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα ή το υδροχλωρικό οξύ, δρουν ως ένας από τους συμμετέχοντες στη χημική διαδικασία. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία 70 έως 90 °C.
Το προϊόν που προκύπτει περνάει από τρία στάδια πριν στεγνώσει. Ανάλογα με τις συνθήκες καθίζησης που χρησιμοποιούνται, λαμβάνονται αλκαλικές, ουδέτερες ή όξινες αιθάλη. Το ξηρό προϊόν στη συνέχεια αλέθεται. Ο βαθμός πορώδους και λεπτότητας των σωματιδίων εξαρτάται από τη φύση του παράγοντα αποσύνθεσης, ο οποίος είναι μια ουσία που αποσυνθέτει το πυριτικό άλας. Κατά τη διήθηση και την ξήρανση, τα σωματίδια μπορούν να συσσωματωθούν κατά τη συμπύκνωση των πολυπυριτικών οξέων. Από αυτή την άποψη, οι συνθήκες αυτών των σταδίων ρυθμίζονται αυστηρά.
Περιγραφή της μεθόδου αέριας φάσης
Λευκή αιθάλη μπορεί να ληφθεί με τη διαδικασία της τεχνολογίας αέριας φάσης. Συνίσταται στην υδρόλυση τετραχλωριούχου πυριτίου ή τετραφθοριούχου πυριτίου με εκρηκτικό μείγμα. Η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει έως και 1.100 °C. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να ληφθεί ένα καθαρό προϊόν χαμηλής ενυδάτωσης, το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή διασπορά. Ωστόσο, το πορώδες του είναι αρκετά χαμηλό. Όμως αυτή η μέθοδος συνοδεύεται από μεγάλες δαπάνες ενέργειας, πρώτων υλών, υψηλό κόστος καιο σχηματισμός ενός υποπροϊόντος με τη μορφή HC1, το οποίο θα πρέπει να χρησιμοποιείται ορθολογικά.
Η λευκή αιθάλη μπορεί να ληφθεί με άλλη τεχνική, η οποία είναι μια παραλλαγή της τεχνολογίας που περιγράφεται παραπάνω. Μιλάμε για υδρόλυση τετραχλωριούχου πυριτίου σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται επίσης airgel. Εκτός από τις μεθόδους που περιγράφονται παραπάνω, έχει αναπτυχθεί η τεχνολογία πυριτικών και πυριτικών-ελαιολάστιχων. Η διαδικασία χρησιμοποιεί ψυχρή εναπόθεση πυριτίου. Η αντίδραση περιλαμβάνει την πήξη του καουτσούκ.
Μερικά ελαττώματα
Η λευκή αιθάλη είναι διοξείδιο του πυριτίου, το οποίο έχει ορισμένα μειονεκτήματα. Περιορίζουν σημαντικά το εύρος του προϊόντος στη βιομηχανία καουτσούκ. Το μειονέκτημα είναι η πυκνότητα, η οποία είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή της αιθάλης. Η διαβροχή με λάστιχα είναι το χειρότερο. Για να βελτιωθεί αυτό το χαρακτηριστικό, το υλικό υποβάλλεται σε καρβοφιλοποίηση, η οποία ονομάζεται επίσης υδροφοβία και περιλαμβάνει επεξεργασία με δραστικές ουσίες που προσροφούνται στην επιφάνεια του πυριτίου από πολικές ομάδες. Χρησιμοποιείται ως επιφανειοδραστικά:
- αλκοόλ;
- αλειφατικές ή κυκλοαλειφατικές αμίνες.
Περιέχουν πάνω από 6 άνθρακες και ενώσεις που μοιάζουν με λάδι σιλικόνης.
Πεδίο εφαρμογής
Η χρήση λευκού άνθρακα είναι αρκετά συνηθισμένη. Επιτρέπει τη βελτίωση των μηχανικών χαρακτηριστικών του καουτσούκ, κατασκευασμένο με βάση λάστιχα σιλικόνης. Αυτά τα υλικά έχουν αυξηθείαντοχή στη φωτιά και αντοχή στη θερμότητα. Η αιθάλη είναι συγκρίσιμη σε ενισχυτικές ιδιότητες με την αιθάλη και την ξεπερνά στην επίδρασή της στην αντοχή στη θερμότητα και το λάδι.
Με τη βοήθεια μιας ουσίας μπορεί να δοθεί εντυπωσιακή αντίσταση στην ολίσθηση. Εισάγεται μαζί με μαύρο άνθρακα στο λάστιχο του πέλματος των ελαστικών που λειτουργούν σε δύσκολες συνθήκες. Η χρήση σε μικρές ποσότητες μειώνει την αντίσταση στη φθορά του πέλματος και αυξάνει την αντίσταση των στοιχείων του σχεδίου στο θρυμματισμό. Τα υλικά συνιστώνται ως πρόσθετο σε καουτσούκ σκελετού για να αυξηθεί η αντοχή της σύνδεσης με το κορδόνι.
Ορισμένες φυσικές και χημικές παράμετροι
Όταν εξετάζετε τη σύνθεση του λευκού άνθρακα, θα πρέπει να καταλάβετε ότι αυτό το υλικό αποτελείται από πυριτικό νάτριο και οξύ. Το τελευταίο μπορεί να είναι αίγαγρο. Μέχρι σήμερα, είναι γνωστές πολλές ποιότητες αυτού του υλικού, καθένα από αυτά έχει τις δικές του φυσικές και χημικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, το λευκό άνθρακα BS-100 έχει 86% διοξείδιο του πυριτίου, όπως το εμπορικό σήμα BS-120. Ενώ το BS-50 περιέχει διοξείδιο του πυριτίου σε ποσότητα 70%.
Το κλάσμα μάζας υγρασίας για το BS-100 είναι 6,5%. Η απώλεια βάρους κατά την ανάφλεξη μπορεί να κυμαίνεται από 5 έως 7%. Όσον αφορά το οξείδιο του σιδήρου, το κλάσμα μάζας μπορεί να είναι 0,15%, όπως συμβαίνει με το κλάσμα μάζας του αλουμινίου όταν μετατρέπεται σε οξείδιο του αλουμινίου. Το κλάσμα μάζας των χλωριδίων δεν υπερβαίνει το 1%. Το κλάσμα μάζας ασβεστίου και μαγνησίου είναι 0,8% όταν μετατρέπεται σε οξείδιο του ασβεστίου. Το κλάσμα μάζας της αλκαλικότητας δεν είναι τυποποιημένο.
Συμπερασματικά
Το υλικό συσκευάζεται σε πλαστικοποιημένες σακούλες τεσσάρων στρώσεων με μίαένα στρώμα πολυαιθυλενίου. Ο μέγιστος όγκος μπορεί να είναι 20 κιλά. Η ουσία πωλείται επίσης σε εξειδικευμένα δοχεία μιας χρήσης. Το βάρος τους φτάνει τα 400 κιλά. Το υλικό μεταφέρεται με οποιοδήποτε μέσο μεταφοράς. Η εγγυημένη διάρκεια ζωής δεν υπερβαίνει τους 6 μήνες από την ημερομηνία κατασκευής.
Το υλικό αποτελείται από συμπαγείς άχρωμους κρυστάλλους, το σημείο τήξης των οποίων είναι πολύ υψηλό. Η ουσία δεν διαλύεται στο νερό και όταν θερμαίνεται, αρχίζει να αλληλεπιδρά με αλκάλια και οξείδια. Το διοξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται ως συστατικό στην κατασκευή κεραμικών, καθώς και στην παραγωγή προϊόντων γυαλιού από σκυρόδεμα.
