White carbon black is dióxido de silício modificado, que é um termo geral para produtos de ácido silícico amorfo de raios X em pó branco e silicato. Refere-se principalmente a sílica precipitada, sílica pirogênica e gel de sílica ultrafina. Também inclui silicato de alumínio sintético em pó e silicato de cálcio. Negro de fumo branco é uma substância porosa, composta de SiO2·nH2O. Aqui, nH2O existe na forma de grupos hidroxila de superfície. Ele se dissolve em álcali cáustico e ácido fluorídrico, mas é insolúvel em água, solventes ou ácidos (exceto ácido fluorídrico). É resistente ao calor, não combustível, inodoro e tem excelentes propriedades de isolamento elétrico.
Elemento
Negro de fumo branco is mainly divided into precipitated and fumed silica based on production methods. Fumed silica is a white, amorphous, translucent, gel-like nanoparticle (particle size less than 100nm). It is non-toxic and has a huge specific surface area. Fumed silica is pure nano-silica with up to 99% purity and particle size of 10-20nm. However, its preparation process is complex and expensive.
A sílica precipitada é dividida em sílica precipitada tradicional e especial. O método tradicional usa ácido sulfúrico, ácido clorídrico, CO2 e vidro de água como matérias-primas básicas.
Special methods include supergravity technology, sol-gel, chemical crystallization, secondary crystallization, and reverse micelle methods.
A sílica precipitada é usada principalmente como um agente de reforço para borracha natural e sintética, e como um abrasivo de pasta de dente. A sílica pirogênica é usada principalmente como um agente de reforço para borracha de silicone, revestimentos e espessantes de resina insaturada. O gel de sílica ultrafino e o aerogel são usados principalmente como agentes de fosqueamento, espessantes e agentes de abertura de filme plástico.
Como um aditivo excelente e ecologicamente correto. O negro de fumo branco é usado principalmente em produtos de borracha (incluindo borracha de silicone vulcanizada de alta temperatura), têxteis, fabricação de papel, pesticidas e aditivos alimentares.
O principal método de produção de negro de fumo branco
The traditional method of preparing white carbon black uses sodium metasilicate, silicon tetrachloride, and tetraethyl orthosilicate as silica sources. Except for sodium metasilicate, the other materials are costly. The new method uses inexpensive non-metallic minerals as silica sources, significantly reducing production costs.
O negro de fumo branco é geralmente dividido em sílica precipitada e sílica pirogênica com base nos métodos de produção. A sílica pirogênica é uma nanopartícula sólida branca, amorfa, escamosa e translúcida, semelhante a um gel (tamanho de partícula menor que 100 nm), não tóxica, com uma enorme área de superfície específica. A sílica pirogênica é inteiramente nano-sílica, com uma pureza de produto de até 99% e tamanho de partícula de 10-20 nm. No entanto, seu processo de preparação é complexo e caro.
A sílica precipitada é ainda dividida em sílica precipitada tradicional e especial. O método tradicional usa ácido sulfúrico, ácido clorídrico, CO2 e vidro de água como matérias-primas básicas para produzir sílica. Os métodos especiais incluem tecnologia de supergravidade, sol-gel, cristalização química, cristalização secundária e métodos de micela reversa. A sílica precipitada é usada principalmente como um agente de reforço para borracha natural e sintética e como um abrasivo de pasta de dente. A sílica pirogênica é usada principalmente como um agente de reforço para borracha de silicone, revestimentos e espessantes de resina insaturada. Gel de sílica ultrafino e aerogel são usados principalmente como agentes de fosqueamento, espessantes e agentes de abertura de filmes plásticos.
Novo método para fazer negro de fumo branco
O novo método usa principalmente minerais não metálicos e seus derivados como fontes de sílica, empregando o método de sílica precipitada. A tecnologia-chave é converter sílica cristalina e silicatos em sílica amorfa. As matérias-primas incluem wollastonita, opala, haloisita, olivina, serpentina, caulim, caulim duro, ganga de carvão e cinza volante.
Diferença entre sílica e negro de fumo
Na verdade, o negro de fumo branco e o negro de fumo são substâncias completamente diferentes. O nome “negro de fumo branco” se deve principalmente à sua função de reforço semelhante à do negro de fumo. O principal componente do negro de fumo branco é a sílica, mas é diferente da sílica comum. O negro de fumo branco é a sílica que foi modificada física e quimicamente para aumentar sua atividade.
Usos do negro de fumo branco
Produtos de borracha
O negro de fumo branco é usado em produtos de borracha colorida para substituir o negro de fumo para reforço, atendendo à necessidade de produtos brancos ou translúcidos. O negro de fumo branco também tem adesão excepcional, resistência ao rasgo e resistência ao envelhecimento por calor, então ele pode substituir algum negro de fumo em produtos de borracha preta. Isso ajuda a obter produtos de borracha de alta qualidade, como pneus off-road, pneus de engenharia e pneus radiais.
Produtos químicos agrícolas
Em produtos químicos agrícolas, como pesticidas e fertilizantes de pulverização de alta eficiência, o negro de fumo branco é usado como um carreador, diluente ou desintegrante. Quando usado como um desintegrante em grânulos dispersíveis em água (WDG), ele melhora a taxa de suspensão, com um conteúdo recomendado de cerca de 10%. Ele mantém uma eficácia duradoura porque sua área de superfície ultra-alta fornece forte adsorção, excelente suspensão, boa afinidade e estabilidade química. Mesmo sob condições de chuva, lavagem e calor, ele pode permanecer inalterado por um longo tempo.
Produtos químicos diários
O negro de fumo branco é usado como enchimento e abrasivo em cremes dentais transparentes coloridos e opacos. Esses cremes dentais têm boa flexibilidade, dispersibilidade, pasta suave e macia e excelente abrasividade, sem danificar o tubo de creme dental. Ajuda a manter a estabilidade do creme dental medicinal. Especialmente, tem boa compatibilidade com fluoretos, evitando a formação de sais insolúveis ao usar sais de cálcio como abrasivos.
Encadernador
Usado em adesivos feitos de borracha natural ou borracha sintética, ele fornece tixotropia e reforço. Ao mesmo tempo, devido à sua elasticidade, ele também pode melhorar a adesão. É de alta qualidade e baixo preço.
Agente antiaglomerante
O negro de fumo branco pode ser usado em vários produtos para melhorar o fluxo livre. Como fertilizantes para gramados, fungicidas, abrasivos para rodas de moagem, alvejantes para roupas, urotropina moldada por injeção fenólica, produtos plásticos de fenol e ureia, e misturas de vulcanização de borracha e antiaglomerantes.
Massa para fabricação de papel
Usar negro de fumo branco como enchimento de papel pode melhorar a resistência à penetração de tinta e a resistência mecânica, aumentar a brancura e reduzir o peso unitário. Ele efetivamente atinge papel leve, reduz os custos de produção e melhora o desempenho do papel.
Além disso, ele pode ser usado em muitos setores, incluindo retardantes de fogo, rações, cosméticos, agentes de fosqueamento, pigmentos e tintas.
Aplicações da fase gasosa
A sílica pirogênica é um dos mais importantes novos materiais inorgânicos ultrafinos de alta tecnologia. Devido ao seu pequeno tamanho de partícula, ela tem uma grande área de superfície específica, forte adsorção e alta energia de superfície.
Possui alta pureza química, boa dispersibilidade e propriedades especiais em resistência ao calor e resistência elétrica. Com estabilidade superior, reforço, espessamento e propriedades tixotrópicas, possui características únicas em muitos campos.
Fumed silica, also known as “nano white carbon black,” is widely used in various industries as an additive and catalyst carrier. It is used in petrochemical, decolorizing agents, matting agents, rubber reinforcement, plastic fillers, ink thickeners, and more. It serves as a metal polishing agent, insulation filler, high-end cosmetic filler, and coating material. It is also used in pharmaceuticals, environmental protection, and other fields. It provides new material foundations and technical guarantees for the development of related industries. Fumed silica has unique functions in magnetism, catalysis, light absorption, heat resistance, and melting points compared to conventional materials.
Conclusão
No futuro, o negro de fumo branco se concentrará mais em modificações funcionais, como o desenvolvimento de negro de fumo branco retardante de chamas, magnético e de alta condutividade térmica para atender a necessidades industriais específicas. Ao mesmo tempo, métodos de produção ecologicamente corretos e fabricação inteligente serão direções importantes para o desenvolvimento futuro. Em resumo, os negros de fumo branco desempenham um papel crucial na indústria da borracha.
Sua forte capacidade de reforço e ampla aplicabilidade fazem dele um material indispensável.
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