Bele saje so hidrirani silicijev dioksid, pridobljen z obarjanjem iz raztopine natrijevega silikata. Slednje je tekoče steklo. Reakcijski postopek uporablja kislino, naslednji korak pa je filtriranje, pranje in nadaljnje sušenje.
Opisana snov je osnova za pridobivanje polnil za polimerne kompozitne materiale. Slednji so produkti modifikacije belega ogljika z organskimi modifikatorji. Včasih opisani material imenujemo tudi borov nitrid, ki ga dobimo s sežiganjem pentaborana v dušiku.
Opis
Formula materiala je naslednja: SiO. Odvisno od kazalnikov kakovosti in namena so saje lahko predstavljene v štirih razredih:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Njegove značilnosti izpolnjujejo zahteve GOST 18307-78. Vsaka znamka ima svojo velikost delcev. Za prvega od zgoraj omenjenih ta parameter doseže 108 nm, medtem ko je frakcija 77, če material določa blagovna znamka BS-50. Velikost delcev se zmanjša na 34 in 27 forrazreda saj BS-100 in BS-120.
Določeno količino vezane vode lahko uporabimo v procesu pridobivanja in predelave. V tem primeru se spremeni oblika vezi s SiO2. Lahko je slabo adsorptivna ali usklajujoča.
Pridobivanje poteka po metodi tekoče ali plinaste faze. Prva je obarjanje amorfne silicijeve kisline. Uporabljene raztopine so natrijevi silikati. Kislinski reagenti, na primer ogljikov dioksid ali klorovodikova kislina, delujejo kot eden od udeležencev v kemičnem procesu. Reakcija poteka pri temperaturi od 70 do 90 °C.
Nastali izdelek gre skozi tri stopnje pred sušenjem. Odvisno od uporabljenih pogojev padavin dobimo alkalne, nevtralne ali kisle saje. Suhi izdelek se nato zmelje. Stopnja poroznosti in finosti delcev je odvisna od narave razkrojnega sredstva, ki je snov, ki razgrajuje silikat. Med filtracijo in sušenjem se delci lahko agregirajo med kondenzacijo polisilicijeve kisline. V zvezi s tem so pogoji teh stopenj strogo urejeni.
Opis metode plinske faze
Bele saje je mogoče pridobiti s tehnologijo plinske faze. Sestoji iz hidrolize silicijevega tetraklorida ali tetrafluoridnega silicija z eksplozivno mešanico. Temperatura lahko doseže do 1.100 °C. Posledično je mogoče dobiti čist nizko hidriran izdelek, za katerega je značilna visoka disperzija. Vendar je njegova poroznost precej nizka. Toda to metodo spremljajo veliki izdatki energije, surovin, visoki stroški innastanek stranskega produkta v obliki HC1, ki ga je treba racionalno uporabljati.
Bele saje je mogoče dobiti z drugo tehniko, ki je različica zgoraj opisane tehnologije. Govorimo o hidrolizi silicijevega tetraklorida pri nizkih temperaturah. Ta metoda se imenuje tudi aerogel. Poleg zgoraj opisanih metod je bila razvita tehnologija silikatnih in silikatno-oljnih kavčukov. Postopek uporablja hladno nanašanje silicijevega dioksida. Reakcija vključuje koagulacijo gume.
Nekaj pomanjkljivosti
Bele saje so silicijev dioksid, ki ima nekaj pomanjkljivosti. Bistveno omejujejo obseg izdelka v gumarski industriji. Pomanjkljivost je gostota, ki je veliko večja od gostote saj. Omočenje z gumi je najslabše. Za izboljšanje te lastnosti material podvržemo karbofilizaciji, ki se imenuje tudi hidrofobizacija in vključuje obdelavo z aktivnimi snovmi, ki jih na površini silicijevega dioksida adsorbirajo polarne skupine. Uporablja se kot površinsko aktivne snovi:
- alkoholi;
- alifatski ali cikloalifatski amini.
Vsebujejo več kot 6 ogljika in spojin, podobnih silikonskemu olju.
Obseg uporabe
Uporaba belega ogljika je precej pogosta. Omogoča izboljšanje mehanskih lastnosti gume, izdelane na osnovi silikonskih gum. Ti materiali so se povečalipožarna odpornost in toplotna odpornost. Saje so po lastnostih ojačitve primerljive s sajami in jih prekašajo po učinku na toplotno in oljno odpornost.
S pomočjo snovi je mogoče zagotoviti impresivno odpornost proti zdrsu. Uvaja se skupaj s sajami v tekalno gumo pnevmatik, ki se uporabljajo v težkih razmerah. Uporaba v majhnih količinah zmanjša odpornost proti obrabi tekalne plasti in poveča odpornost elementov vzorca na sekanje. Materiali se priporočajo kot dodatek v karkasni gumi za povečanje trdnosti povezave z vrvico.
Nekateri fizikalni in kemični parametri
Ko razmišljate o sestavi belega ogljika, morate razumeti, da je ta material sestavljen iz natrijevega silikata in kisline. Slednji je lahko gams. Do danes je znanih več razredov tega materiala, vsaka od njih ima svoje fizikalne in kemijske lastnosti. Na primer, bele saje BS-100 imajo 86 % silicijevega dioksida, tako kot blagovna znamka BS-120. Ker BS-50 vsebuje silicijev dioksid v količini 70%.
Masni delež vlage za BS-100 je 6,5%. Izguba teže pri vžigu se lahko giblje od 5 do 7%. Kar zadeva železov oksid, je masni delež lahko 0,15 %, kot velja za masni delež aluminija pri pretvorbi v aluminijev oksid. Masni delež kloridov ne presega 1%. Masni delež kalcija in magnezija je 0,8 % pri pretvorbi v kalcijev oksid. Masni delež alkalnosti ni standardiziran.
Za zaključek
Materijal je pakiran v laminirane štirislojne vrečke z enoplast polietilena. Največja prostornina je lahko 20 kg. Snov se prodaja tudi v specializiranih posodah za enkratno uporabo. Njihova teža doseže 400 kg. Material se prevaža s katerim koli prevoznim sredstvom. Zajamčeni rok uporabnosti ne presega 6 mesecev od datuma izdelave.
Materijal je sestavljen iz trdnih brezbarvnih kristalov, katerih tališče je zelo visoko. Snov se ne raztopi v vodi, pri segrevanju pa začne delovati z alkalijami in oksidi. Silicijev dioksid se uporablja kot sestavina pri izdelavi keramike, pa tudi pri proizvodnji betonskih steklenih izdelkov.
