Weißer Ruß ist eine hydratisierte Kieselsäure, die durch Fällung aus einer Natriumsilikatlösung gewonnen wird. Letzteres ist flüssiges Glas. Der Reaktionsprozess verwendet eine Säure, und der nächste Schritt ist das Filtrieren, Waschen und weitere Trocknen.
Der beschriebene Stoff ist die Grundlage zur Gewinnung von Füllstoffen für Polymerverbundwerkstoffe. Letztere sind Produkte der Modifizierung von Weißruß mit organischen Modifikatoren. Manchmal wird das beschriebene Material auch als Bornitrid bezeichnet, das durch Verbrennen von Pentaboran in Stickstoff gewonnen wird.
Beschreibung
Die Materialformel lautet wie folgt: SiO. Je nach Qualitätsindikator und Verwendungszweck kann Ruß in vier Klassen eingeteilt werden:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Seine Eigenschaften erfüllen die Anforderungen von GOST 18307-78. Jede Marke hat ihre eigene Partikelgröße. Für den ersten der oben genannten erreicht dieser Parameter 108 nm, während der Bruchteil 77 beträgt, wenn das Material von der Marke BS-50 bestimmt wird. Die Teilchengröße wird auf 34 und 27 zRußsorten BS-100 und BS-120.
Bei der Gewinnung und Verarbeitung kann eine bestimmte Menge an gebundenem Wasser verwendet werden. Dabei ändert sich die Form der Bindung mit SiO2. Es kann schwach adsorptiv oder koordinierend sein.
Die Gewinnung erfolgt nach dem Flüssigphasen- oder Gasphasenverfahren. Die erste ist die Ausfällung von amorpher Kieselsäure. Die verwendeten Lösungen sind Natriumsilikate. Saure Reagenzien, beispielsweise Kohlendioxid oder Salzsäure, fungieren als einer der Teilnehmer des chemischen Prozesses. Die Reaktion findet bei einer Temperatur von 70 bis 90 °C statt.
Das resultierende Produkt durchläuft vor dem Trocknen drei Stufen. Je nachdem, welche Fällungsbedingungen angewendet werden, werden alkalische, neutrale oder saure Ruße erh alten. Das Trockenprodukt wird dann gemahlen. Der Porositätsgrad und die Feinheit der Partikel hängt von der Natur des Zersetzungsmittels ab, das eine Substanz ist, die das Silikat zersetzt. Bei der Filtration und Trocknung können die Partikel bei der Kondensation von Polykieselsäuren aggregieren. Insofern sind die Bedingungen dieser Etappen streng geregelt.
Beschreibung des Gasphasenverfahrens
Weißruß kann im Verfahren der Gasphasentechnologie gewonnen werden. Es besteht in der Hydrolyse von Siliziumtetrachlorid oder Siliziumtetrafluorid mit einem explosiven Gemisch. Die Temperatur kann bis zu 1.100 °C erreichen. Als Ergebnis ist es möglich, ein reines niedrighydratisiertes Produkt zu erh alten, das durch eine hohe Dispergierung gekennzeichnet ist. Seine Porosität ist jedoch ziemlich gering. Dieses Verfahren ist jedoch mit einem großen Aufwand an Energie, Rohstoffen, hohen Kosten udie Bildung eines Nebenprodukts in Form von HC1, das sinnvoll verwendet werden sollte.
Weißer Ruß kann durch eine andere Technik erh alten werden, die eine Variation der oben beschriebenen Technologie ist. Wir sprechen von der Hydrolyse von Siliziumtetrachlorid bei niedrigen Temperaturen. Diese Methode wird auch Aerogel genannt. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren wurde die Technologie von Silikat- und Silikatölkautschuken entwickelt. Das Verfahren verwendet eine K altabscheidung von Kieselsäure. Die Reaktion beinh altet die Koagulation von Gummi.
Einige Mängel
Weißer Ruß ist Siliziumdioxid, das einige Nachteile hat. Sie schränken den Anwendungsbereich des Produkts in der Gummiindustrie erheblich ein. Der Nachteil ist die Dichte, die viel größer ist als die von Ruß. Am schlimmsten ist die Benetzung durch Gummis. Um diese Eigenschaft zu verbessern, wird das Material einer Carbofilisierung unterzogen, die auch als Hydrophobierung bezeichnet wird und eine Behandlung mit Wirkstoffen umfasst, die durch polare Gruppen an der Kieselsäureoberfläche adsorbiert werden. Als Tenside verwendet:
- Alkohole;
- aliphatische oder cycloaliphatische Amine.
Sie enth alten über 6 Kohlenstoffe und silikonölähnliche Verbindungen.
Geltungsbereich
Die Verwendung von Weißruß ist weit verbreitet. Es ermöglicht die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Gummi, der auf der Basis von Silikonkautschuken hergestellt wird. Diese Materialien haben zugenommenFeuerbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Ruß ist in seinen verstärkenden Eigenschaften mit Ruß vergleichbar und übertrifft diesen in seiner Wirkung auf Hitze- und Ölbeständigkeit.
Mit Hilfe eines Stoffes kann eine beeindruckende Rutschfestigkeit erreicht werden. Es wird zusammen mit Ruß in den Laufflächengummi von Reifen eingebracht, die unter erschwerten Bedingungen betrieben werden. Die Verwendung in kleinen Mengen verringert die Verschleißfestigkeit der Lauffläche und erhöht die Widerstandsfähigkeit der Elemente des Profils gegen Absplittern. Materialien werden als Zusatz in Karkassengummi empfohlen, um die Festigkeit der Verbindung mit der Schnur zu erhöhen.
Einige physikalische und chemische Parameter
Wenn Sie die Zusammensetzung von Weißruß betrachten, sollten Sie verstehen, dass dieses Material aus Natriumsilikat und Säure besteht. Letzteres kann Gämse sein. Bis heute sind mehrere Qualitäten dieses Materials bekannt, von denen jede ihre eigenen physikalischen und chemischen Eigenschaften hat. Zum Beispiel hat weißer Ruß BS-100 86 % Siliziumdioxid, wie die Marke BS-120. Wohingegen BS-50 Siliziumdioxid in einer Menge von 70 % enthält.
Massenanteil der Feuchtigkeit für BS-100 beträgt 6,5 %. Der Gewichtsverlust beim Glühen kann zwischen 5 und 7 % variieren. Bezogen auf Eisenoxid kann der Massenanteil 0,15 % betragen, wie dies beim Massenanteil von Aluminium bei Umrechnung auf Aluminiumoxid der Fall ist. Der Massenanteil an Chloriden überschreitet 1 % nicht. Der Massenanteil von Calcium und Magnesium beträgt umgerechnet auf Calciumoxid 0,8 %. Der Massenanteil der Alkalinität ist nicht standardisiert.
Zum Schluss
Das Material ist in laminierten Vierschichtbeuteln mit einem verpackteine Schicht aus Polyethylen. Das maximale Volumen kann 20 kg betragen. Der Stoff wird auch in speziellen Einwegbehältern verkauft. Ihr Gewicht erreicht 400 kg. Der Materi altransport erfolgt mit beliebigen Transportmitteln. Die garantierte H altbarkeit beträgt nicht mehr als 6 Monate ab Herstellungsdatum.
Das Material besteht aus festen farblosen Kristallen, deren Schmelzpunkt sehr hoch ist. Die Substanz löst sich nicht in Wasser und beginnt beim Erhitzen mit Alkalien und Oxiden zu interagieren. Siliziumdioxid wird als Bestandteil bei der Herstellung von Keramik sowie bei der Herstellung von Betonglasprodukten verwendet.
