Silice, è unforma amorfa di biossido di silicio prodotta sinteticamente(formula chimica: SiO₂·nH₂O). Non è né carbonio né nero, ma apolvere fine bianca, non-tossica, inodore e amorfa.
Il nome"bianco nero carbone" viene da suoforte prestazione di rinforzo. In alcune applicazioni-soprattutto nell'industria della gomma-può sostituire parzialmente o completamente il tradizionale nerofumo, pur essendo di colore bianco, da cui il nome.
1. Superficie specifica elevata:
Le particelle sono internamente porose con un'area superficiale molto ampia, costituendo la base per eccellenti proprietà di adsorbimento, rinforzo e dispersione.
2. Alta disperdibilità:
Dopo il trattamento superficiale, può essere disperso uniformemente in molti sistemi.
3. Stabilità chimica:
Resistente alle alte temperature, non-combustibile, resistente agli acidi-(tranne l'acido fluoridrico) e fornisce un buon isolamento elettrico.
4. Ispessimento e tissotropia:
Forma una struttura a rete tridimensionale- nei sistemi liquidi, offrendo un buon ispessimento e un buon comportamento tissotropico (spesso a riposo, più sottile sotto taglio).
5. Effetto di rinforzo:
Migliora significativamente le proprietà meccaniche della gomma e degli elastomeri, come resistenza alla trazione, resistenza allo strappo e resistenza all'abrasione.
1. Processo con fumi (pirogenico):
- Prodotto mediante idrolisi ad alta-temperatura del tetracloruro di silicio in una fiamma di idrogeno-ossigeno.
- Purezza estremamente elevata (SiO₂ > 99,8%), dimensione delle particelle molto piccola (nano-scala) e prestazioni di rinforzo eccezionali; conosciuto comesilice pirogenica.
- Costo elevato; utilizzato principalmente in applicazioni-di fascia alta come gomma siliconica, rivestimenti e adesivi.
2. Processo di precipitazione:
- La sabbia di quarzo e il carbonato di sodio vengono utilizzati per produrre silicato di sodio (bicchiere solubile), che poi reagisce con l'acido (solitamente acido solforico). Il precipitato viene lavato, essiccato e macinato.
- La superficie specifica e il rinforzo sono leggermente inferiori rispetto alla silice pirogenica, ma il costo è molto inferiore.
- Rappresenta la maggior parte della produzione totale di silice precipitata ed è ampiamente utilizzato nella gomma, nella plastica, nei dentifrici, nei mangimi e in altri campi.
1. Industria della gomma (applicazione più ampia):
- Pneumatici verdi:L'applicazione rivoluzionaria più significativa. Quando aggiunta alle mescole del battistrada degli pneumatici, la silice precipitata riduce significativamente la resistenza al rotolamento e il consumo di carburante, migliorando al contempo l'aderenza sul bagnato e la resistenza all'abrasione. Le prestazioni sono ulteriormente migliorate se utilizzato con agenti di accoppiamento silano.
- Suole delle scarpe:Migliora la resistenza all'usura, la resistenza allo scivolamento e la flessibilità.
- Altri prodotti in gomma:Come tubi flessibili, guarnizioni e nastri trasportatori, dove viene utilizzato come riempitivo rinforzante.
2. Gomma siliconica:
- La silice pirogenica è un materiale rinforzante insostituibile per la gomma siliconica, capace di aumentarne la resistenza decine di volte.
3. Prodotti chimici quotidiani:
- Dentifricio:Agisce come abrasivo e addensante primario, rimuovendo delicatamente la placca senza danneggiare lo smalto dei denti.
- Cosmetici:Utilizzato come adsorbente, addensante e agente di protezione solare (ad esempio, come vettore per nano-TiO₂ o ZnO).
4. Industria alimentare e dei mangimi:
- Utilizzato come agente anti-agglomerante per prevenire l'assorbimento di umidità e la formazione di grumi negli alimenti in polvere (come latte in polvere, panna per caffè e condimenti) e nei mangimi.
5. Rivestimenti, inchiostri e adesivi:
- Funziona come agente tissotropico e agente anti-sedimentazione, prevenendo la sedimentazione del pigmento durante lo stoccaggio e il cedimento durante l'applicazione.
6. Altri campi:
- Prodotti agrochimici:Utilizzato come vettore per migliorare la fluidità.
- Produzione della carta:Utilizzato come riempitivo e agente opacizzante.
- Prodotti farmaceutici:Utilizzato come trasportatore di farmaci e disintegrante.
- Tutela dell'ambiente:Utilizzato come adsorbente nel trattamento delle acque reflue.
- Sviluppo verde:
Con la crescente enfasi globale sul risparmio energetico e sulla protezione ambientale, la crescente adozione di pneumatici verdi continuerà a guidare la crescita del mercato della silice precipitata, in particolare dei gradi altamente disperdibili.
- Funzionalizzazione:
Attraverso la modificazione della superficie e altre tecnologie, si stanno sviluppando prodotti specializzati in silice (ad esempio idrofobici, ad alto-adsorbimento e ad alta-trasparenza) per espandere le applicazioni nei campi dell'alta-tecnologia.
- Sviluppo su scala nano-:
La silice pirogenica su nano-scala sta vedendo un'applicazione più profonda in aree avanzate come i materiali compositi, l'elettronica, la tecnologia dell'informazione e la biomedicina.
la silice precipitata è un materiale silicato multifunzionale ad alte-prestazioni con un'ampia gamma di applicazioni. Dai prodotti di uso quotidiano come dentifricio e pneumatici alla gomma siliconica di fascia alta-e ai compositi avanzati, svolge un ruolo indispensabile ed è spesso considerato un "glutammato monosodico industriale" essenziale nell'industria moderna e nella vita quotidiana