Что такое дымчатый кремнезем?

Что такое дымчатый кремнезем?

Коленный кремнезем (также называемый пирогенным кремнеземом , CAS 112945-52-5) представляет собой синтетическую аморфную форму диоксида кремния (SiO₂), получаемую путем пламенного гидролиза тетрахлорида кремния (SiCl₄) при температуре, превышающей 1000°C. Он выглядит как сверхлегкий пушистый белый порошок с исключительно высокой удельной поверхностью — обычно от 50 до более 400 м²/г.

Гидрофильный и гидрофобный дымящийся кремнезем

Самый фундаментальный выбор при выборе марки коллоидного диоксида кремния — это между гидрофильной (необработанной) и гидрофобной (с обработанной поверхностью) формами.

Промышленное применение дымящегося кремнезема

1. Покрытия и краски

Колотый диоксид кремния является одним из наиболее широко используемых модификаторов реологии в лакокрасочной промышленности. Он выполняет одновременно несколько ролей:

Средство против провисания:

● Предотвращает отекание жидкой краски на вертикальные поверхности после нанесения, сохраняя при этом растекание под кистью, валиком или краскопультом.

Анти-оседание:

● Удерживает пигменты и наполнители во взвешенном состоянии во время хранения, предотвращая их оседание на дне банки.

Матирующий агент:

● В контролируемых концентрациях рассеивает свет на высушенной поверхности пленки, создавая матовую поверхность мебельных лаков, промышленных покрытий и отделки кожи.

Армирование пленкой:

● Повышает твердость отвержденных покрытий к царапинам и истиранию. Исследования показывают, что коллоидный диоксид кремния может повысить стойкость к царапинам покрытий, отверждаемых УФ-излучением, на 10–35%.

Добавка текучести в порошковых покрытиях:

● Уменьшает трение между частицами, улучшая псевдоожижение порошка и эффективность переноса во время электростатического распыления.

В покрытиях используются как гидрофильные, так и гидрофобные марки — выбор зависит от того, является ли система водной или растворяющей.

2. Клеи и герметики

В клеях и герметиках коллоидный диоксид кремния служит как модификатором реологии , так и армирующим наполнителем :

Тиксотропное поведение:

● Предотвращает провисание и оседание при нанесении конструкционных клеев, строительных герметиков и монтажных клеев.

Анти-оседание:

● Стабилизирует заполненные системы во время хранения, обеспечивая стабильную производительность от первого до последнего использования.

Армирование:

● В герметиках на основе силикона коллоидный диоксид кремния значительно повышает прочность на разрыв, сопротивление разрыву и удлинение при разрыве, особенно в системах RTV (вулканизация при комнатной температуре) и HTV (высокотемпературная вулканизация).

Прочность связи:

● Сетка диоксида кремния взаимодействует с полимерной матрицей на наноуровне, улучшая когезионную прочность без ущерба для гибкости.

Типичные уровни загрузки варьируются от 2 до 10 частей на сто смолы в зависимости от желаемой вязкости и механических свойств.

3. Силиконовая резина и эластомеры.

Диоксид кремния является основным армирующим наполнителем для смесей силиконового каучука. Без армирования ненаполненная силиконовая резина имеет незначительную механическую прочность. При правильно диспергированном коллоидном кремнеземе:

● Предел прочности при растяжении может увеличиваться с < 0,5 МПа до 7–12 МПа.

● Прочность на разрыв увеличивается на порядок.

● Модуль упругости и твердость можно регулировать в широком диапазоне.

● Оптическая прозрачность может быть сохранена в полупрозрачных сортах.

Механизм армирования включает как физическое переплетение агрегатов кремнезема внутри полимерной сетки, так и сильные взаимодействия полимер-наполнитель посредством водородных связей между силанольными группами и силоксановой основной цепью.

Ключевые области применения включают автомобильные прокладки, электроизоляцию, медицинские трубки, кухонную утварь и промышленные уплотнения.

4. Пластмассы и композиты

В термореактивных смолах (ненасыщенных полиэфирных, эпоксидных, винилэфирных) коллоидный диоксид кремния действует как:

Тиксотропный агент:

● Необходим для ручной укладки и напыления стекловолокна, предотвращает вытекание смолы на вертикальные поверхности формы.

Промотор адгезии:

● Улучшение прочности соединения между смолой и армирующим стекловолокном.

Контроль усадки:

● Уменьшение объемной усадки во время отверждения.

При производстве термопластов и маточных смесей гидрофобный коллоидный диоксид кремния может служить в качестве антиадгезива в пленках и сыпучей добавки для гранулированных компаундов.

5. Косметика и уход за собой

Диоксид кремния является универсальным ингредиентом в косметических рецептурах, обеспечивая:

Улучшение текстур:

● Шелковистая, гладкая на ощупь пудра для макияжа, тональная основа и BB-кремы, без меловых следов.

Впитывание масла и матирование:

● Гидрофильные марки адсорбируют излишки кожного сала в праймерах, солнцезащитных кремах и матирующих продуктах.

Стабилизация эмульсии:

● Предотвращает разделение фаз в лосьонах, сыворотках и кремах, создавая структурную сеть в непрерывной фазе.

Защита от слеживания:

● Сохраняет сыпучесть прессованных и сыпучих минеральных порошков.

Все основные регулирующие органы, включая Регламент ЕС по косметике и Экспертную группу CIR, пришли к выводу, что синтетический аморфный диоксид кремния безопасен для косметического использования на нынешнем уровне практики.

6. Строительные материалы

В строительном секторе коллоидный диоксид кремния улучшает:

Цементные растворы и растворы:

● Улучшает обрабатываемость, уменьшает расслоение и повышает прочность сцепления.

Самовыравнивающиеся смеси:

● Обеспечивает контроль реологии для плавного и равномерного потока.

Высокопроизводительный бетон:

● В сочетании с микрокремнеземом кремнезем может способствовать созданию рецептур сверхвысокопрочных бетонов.

Плиточный клей:

● Обеспечивает устойчивость к провисанию, гарантируя, что плитка останется на месте на вертикальных стенах.

7. Еда и напитки

Пищевой коллоидный диоксид кремния (соответствует требованиям FCC, Регламенту ЕС 231/2012 и спецификациям JECFA) выполняет следующие функции:

Противослеживающий агент в порошкообразных пищевых продуктах (смесях специй, сухом молоке, сливках для кофе)

Загуститель и гелеобразователь в жидких пищевых системах

Носитель ароматизаторов и нутрицевтических активных веществ

Осветлитель в производстве пива и вина.

Пищевой коллоидный диоксид кремния производится в соответствии со специальными производственными протоколами высокой чистоты, обеспечивающими соответствие стандартам безопасности пищевых продуктов.