气相法二氧化硅生产过程及其应用特性

《气相法二氧化硅生产过程及其应用特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、气相法二氧化硅生产过程及其应用特性高士忠，李建强，赵耀，赵莉（沈阳化工股份有限公司，辽宁，沈阳110026）摘要：介绍了气相法二氣化硅的生产过程、作用机理及应用特性。关键词：气相法二氣化硅：生产过程：应用特性气相法二氧化硅学名二氧化硅，为工业上独特的超微细纳米级W料。具冇粒度小，超髙比表面积（100〜400m2/g）,纯度髙等特性，表现出优越的分散性、补强性、增稠性、触变性、消光性、电绝缘性及表而处理后的疏水性等。广泛应用于航空航天、橡胶、涂料、电子电力、汽车、建筑、农业、医药等领域中，发达国家称其为''工业味精"。1气相法二氧化硅生产过程二氧化硅有2

2、种主要生产路线，一个是高温气相水解法，即气相法或称T法，一个是湿法，即沉淀法。由于二者的原料路线,生产过程不同，在应用过程屮，气相法二氧化硅使用件能要明显优于沉淀法二氣化硅。气相法二氧化硅是利用硅的氯化物在氢氣焰中燃烧进行髙温气相水解，其火焰温度〉ioooac,经过凝聚、分离、脱酸、筛选等精制过程生产而成。总反应式：SiCI4+2H2+O2-SiO2+4HCI興生产工艺过程示意图如图1。ffl1气相法二氣化珪生产过程示意囲沉淀法二氧化砘是采用硅酸钠为原料与浓硫酸在液相中发生反应，经过液相分离、中和、脱水、千燥、机械研磨等过程生产而成。由于原料价格低廉，

3、生产成本远远低于气相法二氧化硅。气相法二氧化硅比沉淀法二氧化硅具冇无与伦比的优越性能，如分散性、触变性、增稠性及在橡胶行业的补强性和在电子工业方面的绝缘性等。2气相法.：氣化砘的作用机理2.1在液态体系中的作W机理由于气相法二氧化硅的农而带有大量的羟棊，这些羟基会在气相法二氧化硅的聚災体之叫形成氢键，当其充分分散于液态体系屮时，便形成二氧化硅的M状结构。其排列如图2所示。圈2二氯化硅网状绝构示雕图这种网格能增加液体的黏度，并产生触变现象。触变是液体的物理现象，当对液相体系施加煎切力后，使二氧化硅聚集体之间形成的氢键断裂，液相体系的黏度下降，当停止施加剪

4、切力后，聚集体又依靠氢键重新建立起网络结构，当剪切力完全消失后，液相体系的黏度可恢复到初始值。触变现象在很多砬用领域屮发挥优良作用，如涂料、胶粘剂、密封胶等。由二氧化硅粒子的网状结构所造成的黏度升髙可以提高液相体系的流变性能并防止其沉降。提高液相体系的流动速度，可以使黏度降低，而静止后，随肴网状结构的恢复，流动性乂明显下降。此种特性可以广泛应用于机械喷涂液相物料中，得到更好的喷涂效果。为得到a好的流变效果，二氧化硅粒子在液相体系屮的适度分散是一个决定性的因素，但过度分散会造成二氧化硅粒子之间的网状结构遭到彻底破坏，即使忪时间停止施加剪切力，其网状结构也

5、很难恢复。2.2在千燥体系中的作用机理气相法二氧化硅在干燥体系屮可以通过不同机理起到不同的作用。例如，将其加入颗粒体系屮能促进自由流动，将其加入涂膜中能增加磨擦和抗粘连。2.2.1自由流动在粉末状、颗粒状等物质中加入少最的气相法二氧化硅，就能起到促进自由流动、防结块和防阻塞等作用。二氧化硅聚集体的微观结构使它很容易在干燥体系的火颗粒之间移动，并且在多数情况下，它可在粉末状物质的颗粒表而形成一层包膜，使得颗粒像可滑移的滚球轴承一样，使人颗粒很荇易滑动。这种特性有助于物料通过像阀门、喷头等带有小孔的设备。非处理型二氧化硅能够吸附存在于产品颗粒表面上少最水分

6、，防止粉水产品由于相互接触而结块。同时由于冇特异的分散性，可以增强粉木产品的流动性。2.2.2增加摩擦将气相法二氧化硅加入涂料中，在涂料成胶记，二氧化硅颗粒一方面坚固地嵌在涂脱中，聚集体的颗粒部分暴露于成膜后的涂料表而上，形成的微观结构使涂膜表而不滑和不粘连，摩檫系数人人提髙。如用经表而处理的气相法二氧化硅加入涂料中，可使涂料其有防水性。2.2.3抗粘连槊料膜、槊胶板、纸张、纸板及其他树脂材料在生产后，通常都要贮存•-段吋间才使用，由于其表而间互相接触，就会发生粘连现象。气相法二氣化硅能够防止其表而完全接触，起到防止粘连的作用，2.3在阆态体系屮的作用

7、机理气相法二轼化硅对于交联的聚合物系统是一种很有效的补强剂，这是由于气相法二氣化硅能够增强固态体系的内聚力，聚銀体的微小粒径和开放的支链性质使得聚合物（添加剂）有较大的接触而积。为获得高机械强度的硫化胶，单纯地依锥聚合物和添加剂之问的交联是不够的，必须依锥气相法二氧化硅表面含冇的羟基基团，二氧化硅在冇机硅化合物中参与交联的示意图如图3所示。朗3二氱化硅交联示意®气相法二氣化砟粒子依靠其表而的硅醇基形成的氯键作用來促使二氧化砘粒子之问或二氧化硅粒子与甲基聚硅氣烷之间的交联，从而极大地提高硫化胶的机械强度。3应用特性3.1增稠和触变作用气相法二氧化硅在液态

8、体系屮的最重耍和最广泛的用途是控制和提高黏度及触变性。黏度增大和触变性的提高，足聚集体之间的氢