Белая сажа — это что такое?
Белая сажа представляет собой гидратированный диоксид кремния, получаемый методом осаждения из раствора силиката натрия. Последний является жидким стеклом. В процессе реакции применяется кислота, а на следующем этапе осуществляется фильтрация, промывка и дальнейшая сушка.
Описываемое вещество – основа для получения наполнителей полимерных композиционных материалов. Последние являются продуктами модификации белой сажи органическими модификаторами. Иногда описываемый материал еще называется нитридом бора, который получается сжиганием пентаборана в азоте.
Описание
Формула материала выглядит следующим образом: SiO. В зависимости от показателей качества и назначения сажа может быть представлена четырьмя марками:
Ее характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 18307-78. У каждой марки свой размер частиц. У первой из упомянутых выше этот параметр достигает 108 нм, тогда как фракция равна 77, если материал определяется маркой БС-50. Размер частиц уменьшается до 34 и 27 для марок сажи БС-100 и БС-120.
В процессе получения и обработки может использоваться определенное количество связанной воды. При этом изменяется форма связи с SiO2. Она может быть слабоадсорбционной или координационной.
Получение осуществляется жидкофазным или газофазным методом. Первый заключается в осаждении аморфной кремнекислоты. Используемые растворы – силикаты натрия. В качестве одного из участников химического процесса выступают кислые реагенты, например, углекислота или соляная кислота. Реакция происходит при температуре от 70 до 90 °C.
Полученный продукт проходит три стадии до момента сушки. В зависимости от того, какие условия осаждения используются, получается щелочная, нейтральная или кислая сажа. Затем сухой продукт размалывается. Степень пористости и дисперсности частиц зависит от природы агента разложения, который представляет собой вещество, разлагающее силикат. При фильтрации и сушке частицы могут агрегировать при конденсации поликремниевых кислот. В связи с этим условия этих этапов строго регламентируются.
Описание газофазного метода
Белая сажа может быть получена в процессе газофазной технологии. Она заключается в гидролизе четыреххлористого или четырехфтористого кремния гремучей смесью. Температура может достигать 1 100 °C. В итоге удается получить чистый малогидратированный продукт, который характеризуется высокой дисперсностью. При этом его пористость довольно низкая. Но этот способ сопровождается большими затратами энергии, сырья, высокой стоимостью и образованием побочного продукта в виде НС1, который следует использовать рационально.
Белая сажа может быть получена еще одной методикой, которая является разновидностью вышеописанной технологии. Речь идет о гидролизе четыреххлористого кремния при низких температурах. Этот способ еще называется аэрогельным. Помимо вышеописанных методов, разработана технология силикатных и силикатно-масляных каучуков. В процессе используется холодное осаждение двуокиси кремния. Реакция предусматривает коагуляцию каучука.
Некоторые недостатки
Белая сажа – это диоксид кремния, который обладает некоторыми минусами. Они существенно ограничивают область использования продукта в резиновой промышленности. Недостаток заключается в плотности, которая гораздо больше, чем у углеродистой сажи. Смачиваемость каучуками — худшая. Для улучшения этой характеристики материал подвергается карбофилизации, которая еще называется гидрофобизацией и предусматривает обработку активными веществами, адсорбирующимися на поверхности кремнезема полярными группами. В роли поверхностно-активных веществ применяются:
- спирты;
- алифатические или циклоалифатические амины.
Они содержат более 6 атомов углерода и соединения по типу силиконового масла.
Область применения
Применение белой сажи довольно распространено. Она позволяет улучшить механические характеристики резины, выполненной на базе силоксановых каучуков. У этих материалов повышается огнестойкость и теплостойкость. Сажа по усиливающим свойствам сравнивается с углеродной и превосходит ее по влиянию на тепло- и маслостойкость.
С помощью вещества можно придать внушительное сопротивление скольжению. Осуществляется ее введение вместе с углеродной сажей в протекторные резины шин, которые эксплуатируются в тяжелых условиях. Использование в малых количествах позволяет снизить износостойкость протектора и повысить сопротивление элементов рисунка скалыванию. Материалы рекомендуются в качестве добавки в каркасную резину для повышения прочности связи с кордом.
Некоторые физико-химические показатели
Рассматривая состав белой сажи, вы должны понять, что этот материал состоит из силиката натрия и кислоты. Последняя может быть серной. На сегодняшний день известно несколько марок этого материала, у каждой из них свои физико-химические свойства. Например, белая сажа БС-100 имеет 86 % двуокиси кремния, как и марка БС-120. Тогда как БС-50 содержит двуокись кремния в объеме 70 %.
Массовая доля влаги для БС-100 составляет 6,5 %. Потери в массе при прокаливании могут изменяться от 5 до 7 %. В перерасчете на окись железа массовая доля может составить 0,15 %, как и в случае с массовой долей алюминия при перерасчете на окись алюминия. Массовая доля хлоридов не превышает 1 %. Массовая доля кальция и магния равна 0,8 % при перерасчете на окись кальция. Массовая доля щелочности не нормируется.
В заключение
Упаковывается материал в ламинированные четырехслойные мешки с одним слоем полиэтилена. Максимальный объем может составить 20 кг. Реализуется вещество и в специализированных контейнерах разового использования. Их вес достигает 400 кг. Перевозят материал любым видом транспорта. Гарантийный срок хранения не превышает 6 месяцев со дня изготовления.
Состоит материал из твердых бесцветных кристаллов, температура плавления которых очень высока. Вещество не растворяется в воде, а при нагревании начинает взаимодействовать со щелочами и оксидами. Диоксид кремния используется в качестве компонента при изготовлении керамики, а также в процессе производства бетонных изделий из стекла.
Сажа белая
Применение белой сажи.
Широко применяется в качестве усиливающего наполнителя синтетических и полимерных материалов в шинной, резинотехнической, химической, легкой и других отраслях промышленности.
Является основой для получения большого количества наполнителей для полимерных композиционных материалов, которые являются продуктами модификации белой сажи органическими модификаторами, чаще всего полимерным воском.
В резинах на основе силоксановых каучуков белая сажа улучшает механические характеристики, повышает теплостойкость и огнестойкость. В резинах на основе хлоропреновых, бутадиен-нитрильных и фторкаучуков белая сажа по усиливающим свойствам равноценна углеродной, превосходит ее по влиянию на маслостойкость и теплостойкость и придает высокое сопротивление скольжению.
Белую сажу вводят вместе с углеродной в протекторные резины шин, работающих в тяжелых условиях. Введение небольших количеств белой сажи уменьшает общую износостойкость протектора, увеличивает сопротивление элементов его рисунка скалыванию. Белые сажи рекомендуются также как добавки в каркасные резины для повышения прочности связи этих резин с кордом.
Основными недостатками белой сажи, ограничивающими ее применение в резиновой промышленности, является большая, чем у углеродной сажи, плотность и худшая смачиваемость каучуками. Для улучшения смачиваемости углеводородами (каучуками) сажу подвергают карбофилизации (гидрофобизации) — обработке поверхностно-активными веществами, которые адсорбируются полярными группами на поверхности кремнезема.
В качестве поверхностно-активных вешеств используются спирты, алифатические или циклоалифатические амины, содержащие более шести атомов углерода, кремнийорганические соединения например силиконовое масло.
Физико-химические показатели саж белых марки БС ГОСТ 18307-78:
Наименование показателя | Норма для марки | ||
БС-50 | БС-100 | БС-120 | |
Внешний вид | Порошок и непрочные комочки белого цвета | Порошок и непрочные комочки или гранулы белого цвета | |
Массовая доля двуокиси кремния, %, не менее | 76 | 86 | 86 |
Массовая доля влаги, %, не более | 6,0 | 6,5 | 6,5 |
Потери в массе при прокаливании, % | 7,0 — 10,0 | 5,0 — 7,0 | 3,5 — 7,0 |
Массовая доля железа в пересчете на окись железа, %, не более | 0,03 | 0,15 | 0,17 |
Массовая доля алюминия в пересчете на окись алюминия, %, не более | 0,10 | 0,15 | 0,10 |
Массовая доля хлоридов (СI — ), %, не более | 0,6 | 1,0 | 1,0 |
Массовая доля сульфатов (SO4 2- ), %, не более | Не нормируется | Не нормируется | 0,2 |
Массовая доля кальция и магния в пересчете на окись кальция, %, не более | 7,0 | 0,8 | 0,8 |
Массовая доля щелочности в пересчете на окись натрия, %, не более | 1,8 | Не нормируется | 1,1 |
рН водной вытяжки для порошкообразной | 9,0 — 10,5 | 7,0 — 8,5 | 8,0 — 9,5 |
Насыпная плотность, г/дм³: — для неуплотненной — для уплотненной | 150 — 200 200 — 230 | 80 — 130 170 — 220 | 120 — 150 180 — 230 |
Удельная поверхность по адсорбции фенола, м²/г | 45 ± 10 | 100 ± 20 | 120 ± 20 |
Массовая доля остатка на сите с сеткой 014К по ГОСТ 6613, %, не более | 0,15 | 0,10 | 0,02 |
Средний размер частиц белой сажи для марок БС-50 — 50-77нм, БС-100 — 23-34нм, БС-120 — 19-27нм.
Белая сажа БС-50, получаемая из фторсодержащего сырья и предназначенная для производства резиновой обуви, резиновых медицинских изделий и химических средств зашиты растений, должна иметь потери в массе при прокаливании 5,0-10,0 %, массовую долю фторидов — не более 2,5 % и удельную поверхность по адсорбции фенола — 55-75 м²/г.
Белая сажа БС-120, получаемая углекислотным способом с применением соляной кислоты, должна иметь массовую долю двуокиси кремния не менее 86 %, хлоридов — не более 1,0 % и сульфатов — не более 0,2 %.
Требования безопасности саж белых марки БС ГОСТ 18307-78
Белая сажа пожаро- и взрывобезопасна.
Высокая дисперсность частиц белой сажи способствует длительному ее нахождению в виде пыли в воздухе производственных помещений.
Предельно допустимая концентрация двуокиси кремния в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³, класс опасности 3. При концентрации выше предельно допустимой у работающих может возникнуть заболевание типа силикоз.
Для предупреждения заболеваний типа силикоз необходимо применение герметичной аппаратуры, устройство местной вытяжной вентиляции в местах пылевыделения, обеспечивающей чистоту воздуха до предельно допустимой концентрации пыли, использование спецодежды, регулярно подвергающейся обеспыливанию и стирке.
Очистку рабочих помещений от пыли белой сажи, при необходимости, следует проводить с помощью вакуумных пылесосных установок.
При работе с белой сажей обслуживающий персонал должен быть в спецодежде, спецобуви и предохранительных приспособлениях в соответствии с типовыми отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке.
Упаковка, транспортировка и хранение
Белую сажу упаковывают в четырехслойные ламинированные мешки с одним слоем из ламинированной полиэтиленом мешочной бумаги или четырехслойные комбинированные мешки.
Масса нетто продукта в мешке — не более 20 кг.
Белую сажу транспортируют любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.
По железной дороге продукт транспортируют повагонными отправками в крытых железнодорожных вагонах или при малых партиях в специализированных контейнерах на открытых железнодорожных платформах.
Белую сажу хранят в закрытых складских помещениях. Не допускается хранение белой сажи на складах с земляным полом и на открытых площадках.
Гарантийный срок хранения — 6 месяцев с даты изготовления.
ООО “Компани “Плазма”® осуществляет поставки химической продукции со склада в Харькове в сроки и, на выгодных для Вас условиях.
Сажа белая
Синонимы | Гидратированный диоксид кремния. Белый кремнезем, двуокись кремния, Диоксид кремния, Белая сажа осажденного кремния |
Международное название | Silicon dioxide, Silica |
CAS № | 7631-86-9 |
Упаковка | Мешок 15 кг, 20 кг, 25 кг. МКР (биг-бэг) 650 кг |
Производство | Китай |
Химическая формула | SiO2*nH2O |
Склады отгрузки продукции
Показатели | Марка SiO2 | ||||||||
120 | 140 | 165 | 175GR | 185MP | 185 | 185GR | 195 | 195GR | |
Внешний вид | Порошок | Порошок | Порошок | Гранулы | Микро гранулы | Порошок | Гранулы | Порошок | Гранулы |
Потери при сушке (2 часа при 105°С), % | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | 4.0-8.0 | ||
Потери при прокаливании (2 часа при 1000°С), % | ≤7.0 | ≤7.0 | ≤7.0 | ≤7.0 | ≤7.0 | ≤7.0 | ≤7.0 | ||
Величина абсорбции DBP, см3/г | 2.0-3.5 | 2.0-3.5 | 2.0-3.5 | 2.0-2.8 | 2.0-2.8 | 2.0-3.5 | 2.0-2.8 | 2.0-3.5 | 2.0-2.8 |
Отсев на сите, % | 45µm≤0.5 | 45µm≤0.5 | 45µm≤0.5 | 60µm≥75 | 100µm≥80 | 45µm≤0.5 | 60µm≥75 | 45µm≤0.5 | 60µm≥75 |
Значение рH (5%-суспензия) | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | 6.0-8.0 | ||
SiO 2 (сухая основа) % | ≥97.0 | ≥97.0 | ≥97.0 | ≥97.0 | ≥97.0 | ≥97.0 | ≥97.0 | ||
Удельная поверхность BET, м 2 /г | 120±15 | 140±15 | 160±15 | 170±15 | 180±15 | 180±15 | 190±15 | ||
Массовая доля сульфатов (в пересчете на Na2SO4), % | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.0 | ||
Твердость гранул, Н | — | — | — | ≤70 | — | — | ≤70 | — | ≤70 |
Белой сажей изредка называют нитрид бора. Нетоксичен, не имеет запаха. При соприкосновении с кожей может вызвать сухость, оперативно промыть водой при попадании на кожу.
Белая сажа представляет собой белый порошок с размерами частиц в виде мелких кристалликов не растворимый в воде.
Поставка осуществляется автотранспортными и железнодорожными средствами. Хранить только в закрытых складах. Хранить в прохладном, хорошо проветриваемом помещении, избегая попадания влаги.
Белая сажа используется в качестве усиливающего наполнителя синтетических и полимерных материалов в шинной, резинотехнической, химической, легкой и других отраслях промышленности.
Как пигмент и активный наполнитель для массы, придающий вязкость, при производстве лакокрасочной продукции, в качестве наполнителя для производства шпатлевки, грунтовки, герметика.
Безналичный расчёт (выставление счёта на оплату).
Наличными при получении на складе ХИМПЭК в Московской области.
Доставка автотранспортом или железнодорожным транспортом по России и в близлежащие страны.
Самовывоз со склада ХИМПЭК в Московской области.