Для определения качества пирогенного кремнезема эти показатели имеют решающее значение. 

АО Хубэй Хуэйфу Наноматериалы в настоящее время проводит испытания своего пирогенного кремнезема в соответствии с национальным стандартом GB/T 20020-2013. Этот стандарт устанавливает точные методологии испытаний и определенные диапазоны для ряда физико-химических параметров, включая удельную поверхность, потерю при прокаливании, содержание углерода, содержание хлоридов, летучие вещества при 105 °C и потерю при прокаливании.

Как классифицируется пирогенный диоксид кремния? Как контролируются его показатели? Какое значение имеют эти показатели и параметры для пирогенного диоксида кремния? Какие данные определяют качество пирогенного диоксида кремния? Принципы тестирования и влияние различных физико-химических показателей на производство варьируются. Ниже приводится краткое описание некоторых распространенных физико-химических показателей.

1.Удельная поверхность

1.1Принцип определения удельной поверхности

Удельная поверхность обозначает общую площадь поверхности на единицу массы материала. Анализатор удельной поверхности, используемый в настоящее время АО Хубэй Хуэйфу Наноматериалы, работает по методу адсорбции азота BET. В качестве газа-носителя используется гелий, а в качестве адсорбента — азот. Образец помещается в поток газа, состоящего из азота и гелия, смешанных в определенном соотношении, и поддерживается при температуре жидкого азота. По достижении равновесия адсорбции измеряются равновесное давление адсорбции и объем адсорбированного газа. Адсорбционная способность мономолекулярного слоя образца рассчитывается с помощью уравнения БЭТ, что позволяет определить удельную поверхность образца.

1.2Влияние на применение продукта

Усиливающий эффект пирогенного кремнезема в резине в первую очередь зависит от его удельной поверхности. Как правило, с увеличением удельной поверхности улучшаются прочностные свойства резиновых изделий. Однако это сопровождается снижением упругости отскока, уменьшением прочности на разрыв и ухудшением стойкости к истиранию. Кроме того, диспергирование во время смешивания становится более сложным, что приводит к повышению температуры, увеличению вязкости по Муни и большей склонности к пригоранию. Следовательно, требования к удельной поверхности значительно варьируются в зависимости от состава и предполагаемого применения.

2.Летучие вещества при 105 °C и потеря при прокаливании

2.1Летучие вещества при 105 °C

Летучие вещества при 105 °C указывают на количество свободной воды в пустотах частиц, служа индикатором влажности продукта и наличия определенных примесей. При чрезмерно низком содержании летучих веществ резиновая смесь демонстрирует высокую степень структуризации, что затрудняет ее смешивание.

2.2Потеря при прокаливании

Потеря при прокаливании частично отражает количество поверхностных гидроксильных групп. Чрезмерное количество поверхностных гидроксильных групп легко вызывает структуризацию резиновых смесей, делая материал хрупким и ухудшая его технологические свойства. Поверхностные гидроксильные группы проявляют сильную адсорбцию в отношении ускорителей вулканизации, тем самым удлиняя время вулканизации.

3.Содержание углерода

3.1Принцип определения содержания углерода

Образец сжигается в высокотемпературной печи с подачей кислорода, в результате чего образуются и выделяются газы CO₂ и SO₂. Этот метод позволяет отделить углерод и серу от металлических элементов и их соединений. По содержанию CO₂ и SO₂ можно рассчитать содержание углерода и серы в образце.

3.2Влияние на применение продукта

Гидрофильный диоксид кремния имеет чрезвычайно низкое содержание углерода, а его поверхность содержит большое количество силанольных групп. Эти высокореактивные силанольные группы придают диоксиду кремния значительную гидрофильность. Эта гидрофильность приводит к плохому смачиванию и неравномерному распределению диоксида кремния в органических матрицах. Испытание содержания углерода в образце позволяет косвенно оценить степень его модификации.

4.Содержание хлоридов

4.1Принцип определения содержания хлоридов

Растворить образец пирогенного кремнезема в растворе NaOH и определить содержание хлоридов методом потенциометрического титрования с использованием стандартного раствора AgNO₃.

4.2Влияние на производство

Компания использует монометилтрихлорсилан в качестве сырья для получения пирогенного кремнезема, в процессе чего образуется значительное количество хлористого водорода. Обнаружение хлорид-ионов в продукте указывает на недостаточное удаление примесей в процессе производства. В процессе вулканизации силиконового каучука хлорид-ионы превращаются в высокоокислительные гипохлорит-ионы. При наличии следов многовалентных ионов металлов, таких как Fe или Cr, эти низковалентные ионы металлов легко окисляются до высоковалентных ионов, образующих окраску, что приводит к быстрому пожелтению каучука.