La fuliggine bianca è una silice idrata ottenuta per precipitazione da una soluzione di silicato di sodio. Quest'ultimo è di vetro liquido. Il processo di reazione utilizza un acido e il passaggio successivo è la filtrazione, il lavaggio e l'ulteriore essiccazione.
La sostanza descritta è la base per ottenere riempitivi per materiali compositi polimerici. Questi ultimi sono prodotti della modifica del carbonio bianco con modificatori organici. A volte il materiale descritto è anche chiamato nitruro di boro, che si ottiene bruciando pentaborano in azoto.
Descrizione
La formula del materiale è la seguente: SiO. A seconda degli indicatori di qualità e dello scopo, la fuliggine può essere rappresentata da quattro gradi:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Le sue caratteristiche soddisfano i requisiti di GOST 18307-78. Ogni marchio ha la propria dimensione delle particelle. Per il primo di quelli sopra citati, questo parametro arriva a 108 nm, mentre la frazione è 77 se il materiale è determinato dal marchio BS-50. La dimensione delle particelle è ridotta a 34 e 27 pergradi di nerofumo BS-100 e BS-120.
Una certa quantità di acqua legata può essere utilizzata nel processo di ottenimento e lavorazione. In questo caso, la forma del legame con SiO2 cambia. Può essere debolmente assorbente o coordinato.
L'ottenimento viene effettuato con il metodo in fase liquida o in fase gassosa. Il primo è la precipitazione dell'acido silicico amorfo. Le soluzioni utilizzate sono silicati di sodio. I reagenti acidi, ad esempio anidride carbonica o acido cloridrico, agiscono come uno dei partecipanti al processo chimico. La reazione avviene a una temperatura compresa tra 70 e 90 °C.
Il prodotto risultante passa attraverso tre fasi prima dell'essiccazione. A seconda delle condizioni di precipitazione utilizzate, si ottengono carbon black alcalini, neutri o acidi. Il prodotto secco viene quindi macinato. Il grado di porosità e finezza delle particelle dipende dalla natura dell'agente di decomposizione, che è una sostanza che decompone il silicato. Durante la filtrazione e l'essiccazione, le particelle possono aggregarsi durante la condensazione degli acidi polisilicici. A questo proposito, le condizioni di queste fasi sono rigorosamente regolamentate.
Descrizione del metodo in fase gas
La fuliggine bianca può essere ottenuta nel processo della tecnologia in fase gas. Consiste nell'idrolisi del tetracloruro di silicio o del tetrafluoruro di silicio con una miscela esplosiva. La temperatura può arrivare fino a 1.100 °C. Di conseguenza, è possibile ottenere un prodotto puro a bassa idratazione, caratterizzato da un'elevata dispersione. Tuttavia, la sua porosità è piuttosto bassa. Ma questo metodo è accompagnato da ingenti spese di energia, materie prime, costi elevati ela formazione di un sottoprodotto sotto forma di HC1, che dovrebbe essere utilizzato razionalmente.
La fuliggine bianca può essere ottenuta con un' altra tecnica, che è una variazione della tecnologia sopra descritta. Si tratta dell'idrolisi del tetracloruro di silicio a basse temperature. Questo metodo è anche chiamato aerogel. Oltre ai metodi sopra descritti, è stata sviluppata la tecnologia delle gomme ai silicato e olio di silicato. Il processo utilizza la deposizione a freddo di silice. La reazione prevede la coagulazione della gomma.
Alcuni difetti
La fuliggine bianca è biossido di silicio, che presenta alcuni svantaggi. Limitano notevolmente la portata del prodotto nell'industria della gomma. Lo svantaggio è la densità, che è molto maggiore di quella del nerofumo. Bagnare con le gomme è il peggiore. Per migliorare questa caratteristica, il materiale viene sottoposto a carbofilizzazione, detta anche idrofobizzazione, che prevede un trattamento con sostanze attive adsorbite sulla superficie della silice da gruppi polari. Usato come tensioattivi:
- alcoli;
- Ammine alifatiche o cicloalifatiche.
Contengono oltre 6 atomi di carbonio e composti simili all'olio di silicone.
Ambito di applicazione
L'uso del carbone bianco è abbastanza comune. Permette di migliorare le caratteristiche meccaniche della gomma, realizzata sulla base di gomme siliconiche. Questi materiali sono aumentatiresistenza al fuoco e resistenza al calore. Il nerofumo è paragonabile nelle proprietà rinforzanti al nerofumo e lo supera nei suoi effetti sulla resistenza al calore e all'olio.
Con l'aiuto di una sostanza, è possibile fornire un'impressionante resistenza allo scivolamento. Viene introdotto insieme al nerofumo nella gomma del battistrada dei pneumatici che funzionano in condizioni difficili. L'utilizzo in piccole quantità riduce la resistenza all'usura del battistrada e aumenta la resistenza alla scheggiatura degli elementi del disegno. I materiali sono consigliati come additivo nella gomma della carcassa per aumentare la forza del collegamento con il cavo.
Alcuni parametri fisici e chimici
Quando consideri la composizione del carbone bianco, dovresti capire che questo materiale è composto da silicato di sodio e acido. Quest'ultimo può essere camoscio. Ad oggi sono noti diversi gradi di questo materiale, ognuno dei quali ha le sue proprietà fisiche e chimiche. Ad esempio, il nerofumo bianco BS-100 ha l'86% di biossido di silicio, come il marchio BS-120. Considerando che BS-50 contiene biossido di silicio nella quantità del 70%.
La frazione di massa dell'umidità per BS-100 è del 6,5%. La perdita di peso all'accensione può variare dal 5 al 7%. In termini di ossido di ferro, la frazione di massa può essere dello 0,15%, come nel caso della frazione di massa dell'alluminio quando viene convertita in ossido di alluminio. La frazione in massa dei cloruri non supera l'1%. La frazione di massa di calcio e magnesio è dello 0,8% quando viene convertita in ossido di calcio. La frazione di massa dell'alcalinità non è standardizzata.
In conclusione
Il materiale è confezionato in sacchi laminati a quattro strati con unouno strato di polietilene. Il volume massimo può essere di 20 kg. La sostanza è venduta anche in contenitori monouso specializzati. Il loro peso raggiunge i 400 kg. Il materiale viene trasportato con qualsiasi mezzo di trasporto. La durata di conservazione garantita non supera i 6 mesi dalla data di produzione.
Il materiale è costituito da cristalli solidi incolori, il cui punto di fusione è molto alto. La sostanza non si dissolve in acqua e, una volta riscaldata, inizia a interagire con alcali e ossidi. Il biossido di silicio viene utilizzato come componente nella produzione di ceramiche, nonché nella produzione di prodotti in vetro di cemento.
