氣相與沉淀的區(qū)別

kinwdc

納米與微米二氧化硅的關(guān)系(轉(zhuǎn))<br>納米材料被眾多科學(xué)家視為21世紀(jì)最有前途購材料之一，西方各發(fā)達(dá)國家紛紛把納米級(jí)材料的研究、開發(fā)列入本國的高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃之中。納米SiO2作為納米級(jí)材料中的重要一員，已引起國內(nèi)研究單位及企業(yè)的極大興趣，常有相關(guān)的論文見報(bào)。納米SiO2也漸漸成為熱門話題，但值得關(guān)注的是，傳統(tǒng)沉淀法工藝生產(chǎn)的白炭黑產(chǎn)品能否成為納米SiO2中的一個(gè)品種。傳統(tǒng)沉淀法特指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產(chǎn)白炭黑的生產(chǎn)工藝 <br>1 傳統(tǒng)沉淀法白炭黑不是納米材料 <br>如果僅根據(jù)白炭黑透射電鏡照片顯示其粒徑為15—20nm，即將其視為納米材料，顯然是錯(cuò)誤的。 <br>1)傳統(tǒng)沉淀法白炭黑在使用透射電鏡測定其粒徑時(shí)，首先要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理一般是在分散液內(nèi)采用超聲波技術(shù)使之分散。因此，測得的粒徑是強(qiáng)制分散后的徑，通常稱之為原始粒子，而不代表成品粒徑。 <br>2)傳統(tǒng)沉淀法白炭黑在橡膠中經(jīng)混煉后，并不能使沉淀法白炭黑分散成100 以下的粒子，據(jù)國外研究表明，在膠料中分散后的白炭黑粒子，也就是真正與膠交聯(lián)起補(bǔ)強(qiáng)作用的粒子粒徑在250—500nm的范圍內(nèi)。 <br>3)傳統(tǒng)沉淀法白炭黑的原始粒子雖為15—20nm，但在表面經(jīng)基作用下已形成集體顆粒，因而無法表現(xiàn)出納米材料應(yīng)有的特性。 <br>2 傳統(tǒng)沉淀法白炭黑粒子生成過程 <br>在傳統(tǒng)沉淀法白炭黑生產(chǎn)過程中，可以將其分為這么幾個(gè)過程。在沉淀反應(yīng)時(shí)水玻璃與酸反應(yīng)，最初生成硅酸，然后自聚成硅酸微粒子。這個(gè)過程形成的粒子我們稱之為原始粒子，或一次粒子、也就是透射電鏡可以看到的SiO2粒子，它的確是納米態(tài)粒子。隨后，這些聚硅酸微粒漸漸長大形成鏈狀水合硅酸聚集體、這些聚集體我們可以稱之為二次粒子。在過濾、洗滌后，濾餅打漿，送人干燥設(shè)備中脫水，水合硅酸聚集體變成SiO2顆粒產(chǎn)品，我們稱之 為三次粒子。如果將沉淀法白炭黑產(chǎn)品再次粉碎，所得到的白炭黑產(chǎn)品應(yīng)稱之為四次粒子了。 一次粒子大小與合成工藝路線及反應(yīng)條件有關(guān)，實(shí)質(zhì)是硅酸聚合度不同。一般沉淀法<br>白炭黑產(chǎn)品一次粒子粒徑均在15—50nm范圍內(nèi)，但在膠料中表現(xiàn)出高透明性的白炭黑產(chǎn)品，一次粒子在20nm以下。一次粒子愈小，被補(bǔ)強(qiáng)的膠料透明性愈好，補(bǔ)強(qiáng)性能也好，但由于這樣的產(chǎn)品對(duì)硫化促進(jìn)劑吸附性強(qiáng)，有延遲膠料硫化的作用。若膠料配方不調(diào)整，所得到的膠片透明性好，但補(bǔ)強(qiáng)性能反而不高，永久變形增加。 二次粒子大小與合成工藝路線及反應(yīng)條件和攪拌狀態(tài)有關(guān)。主要取決對(duì)聚集體支鏈大小的控制，支鏈結(jié)構(gòu)多而發(fā)達(dá)者，其產(chǎn)品吸油值大、反之則吸油值小。白炭黑作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)利時(shí)，若吸油值太高，在橡膠中均勻分散較困難，因?yàn)楸仨殞滋亢诘闹ф溄Y(jié)構(gòu)破壞，才能使它在膠料中分散均勻。但在某些用途上，高吸油值又是非常必需的。 三次粒子系干燥脫水時(shí)產(chǎn)生的團(tuán)聚顆粒。其大小不僅與合成工藝有關(guān)，在工藝一定的情況下，基本由干燥設(shè)備選型決定。例如，某種工藝產(chǎn)品，靜態(tài)干燥可能是不規(guī)則硬塊，壓力式噴霧就變成顆粒狀，離心噴霧干燥則為細(xì)小顆粒狀，而閃蒸干燥就是粉狀產(chǎn)品了。 顯然，如果采用噴霧或閃蒸干燥，所得產(chǎn)品在多數(shù)用途上可以直接使用。但在某些特大小主要與粉碎設(shè)備選型有關(guān)，機(jī)械粉碎可以使粒子在45um左右，而氣流粉碎則可得到微米級(jí)粒子，習(xí)慣上稱之為超細(xì)SiO2目前，沉淀法SiO2三次或四次粒子的粒徑可以采用粒度測定儀器測定。而一次粒子粒徑必須經(jīng)透射電鏡測定。在10萬倍放大倍數(shù)下即可得到清晰的沉淀法SiO2一次粒子照片。 可見，沉淀法SiO2在生產(chǎn)過程各個(gè)階段的粒子大小，在一定范圍內(nèi)是可以根據(jù)用途需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的。但由于生產(chǎn)過程中存在二次粒子形成及干燥脫水的團(tuán)聚問題(生成三次粒子)，故現(xiàn)有傳統(tǒng)沉法生產(chǎn)工藝是不可能得到納米態(tài)SiO2微粒的。即使采用先進(jìn)的超細(xì)粉碎手段，只能得到微米級(jí)的SiO2粉體。 但是，如果在沉淀SiO2合成過程中加入一定的改性物質(zhì)，使二次粒子支鏈變短、變松散，并選擇合適的干燥形式盡可能減少團(tuán)聚再借助超細(xì)粉碎設(shè)備，就可能得到更接近納米SiO2的超細(xì)SiO2粉體。這樣的準(zhǔn)納米超細(xì)SiO2粉體會(huì)在某些方面表現(xiàn)出傳統(tǒng)沉淀法SiO2產(chǎn)品不具備的一些性能，但距真正的納米態(tài)SiO2粒子應(yīng)有的性能仍會(huì)有很大差距。如小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等。 <br> <p>

soundsee

我比較喜歡這類貼子，知識(shí)性很強(qiáng)?。?！

石家莊小劉

好~我也喜歡！謝謝教給大家知識(shí)！

soundsee

你也來兩貼吧，領(lǐng)導(dǎo)！！ [em02]  [em02]  [em02]

促進(jìn)劑

瀏覽了一下,是好文!只是這兩天太忙腦袋  暈  ! 過兩天清閑了再仔細(xì)看一下!

石家莊小劉

身體最重要！老大，多保重！

silencesun

好