環氧樹脂280微米厚

『壹』 白炭黑的氣相應用

氣相白炭黑是極其重要的高科技超微細無機新材料之一,由於其粒徑很小，因此比表面積大，表面吸附力強，表面能大，化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性，在眾多學科及領域內獨具特性，有著不可取代的作用。氣相白炭黑俗稱「納米白炭黑」，廣泛用於各行業作為添加劑、催化劑載體，石油化工，脫色劑，消光劑，橡膠補強劑，塑料充填劑，油墨增稠劑，金屬軟性磨光劑，絕緣絕熱填充劑，高級日用化妝品填料及噴塗材料、醫葯、環保等各種領域。並為相關工業領域的發展提供了新材料基礎和技術保證。由於它在磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規材料相比顯示出特異功能，因而得到人們的極大重視。以下是氣相白炭黑在各行業的應用 樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但當前來材料界和國民經濟支柱產業對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。
1、提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同於粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相白炭黑由於表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相白炭黑顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。
2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利於拉成絲。由於氣相白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加緻密細潔，摩擦系數變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。
3、抗老化性能。環氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280—400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強烈地反射紫外線，加入到環氧樹脂中可大大減少紫外線對環氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。 1、在光學領域的應用納米微粒應用於紅外反射材料主要是製成薄膜和多層膜來使用。納米微粒的膜材料在燈泡工業上有很好的應用前景。高壓鈉燈以及各種用於拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是燈絲被加熱後69%的能量轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明，同時，燈管發熱也會影響燈具的壽命，如何提高發光效率，增加照明度一直是急待解決的關鍵問題。納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。80年代以來，科研技術人員用納米Si0X和納米TiO2微粒製成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅外線反射能力。據專家測算同種燈光亮度下，該種燈具與傳統的鹵素燈相比，可節約15%的電能。

『貳』 碳晶暖片使用中出現兩個E閃是什麼原因啊

電鍋爐出現故障E4的原因及解決方法！

首先電鍋爐出現故障E4的原因是：電鍋爐系統里存在空氣，將系統內的空氣排干凈後就不會出現故障E4

電鍋爐與地暖連接時排空氣的方法：電鍋爐關機狀態下，首先將電鍋爐管道上的排氣閥門打開，再將地暖分水器的閥門打開，使之電鍋爐系統與大氣相通，50平米左右房屋排氣1小時左右再查看系統排氣完成情況，如房屋面積大排氣時間將延長，待排氣完成後打開電鍋爐開關查看如未出現故障E4的顯示，則排氣完成，如還是顯示故障E4，則排氣未徹底，這時需要再延長排氣時間，直到未顯示故障E4為止。

電鍋爐與暖氣片連接時排空氣的方法：：電鍋爐關機狀態下，首先將電鍋爐管道上的排氣閥門打開，再將暖氣片末端的跑風閥門打開，使之電鍋爐系統與大氣相通，50平米左右房屋排氣0.5小時左右再查看系統排氣完成情況，如房屋面積大排氣時間將延長，待排氣完成後打開電鍋爐開關查看如未出現故障E4的顯示，則排氣完成，如還是顯示故障E4，則排氣未徹底，這時需要再延長排氣時間，直到未顯示故障E4為止。那麼以上就是電鍋爐出現故障E4的原因及解決方法！更多資訊敬請關注意諾德電鍋爐官方網站。
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『叄』 氣相白炭黑的氣相白炭黑在各領域應用

以下是氣相白炭黑在各行業的應用 樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但近年來材料界和國民經濟支柱產業對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。
1、提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同於粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相白炭黑由於表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相白炭黑顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。
2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利於拉成絲。由於氣相白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加緻密細潔，摩擦系數變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。
3、抗老化性能。環氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280—400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強烈地反射紫外線，加入到環氧樹脂中可大大減少紫外線對環氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。 我國是塗料生產和消費大國，但當前國產塗料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需進口大量高質量的塗料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些塗料生產企業敢於創新，成功地實現了氣相白炭黑在塗料中的應用，這種納米改性塗料一改以往產品的不足，經檢測其主要性能指標除對比率不變外，其餘均大幅提高，如外牆塗料的耐洗刷性由原來的一千多次提高到一萬多次，人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250小時（粉化1級、變色2級）提高到600小時（無粉化，漆膜無變色，色差值4.8），此外塗膜與牆體結合強度大幅提高，塗膜硬度顯著增加，表面自潔能力也獲得改善。
五、橡膠
橡膠是一種伸縮性優異的彈性體，但其綜合性能並不令人滿意，生產橡膠製品過程中通常需在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性，但由於炭黑的加入使得製品均為黑色，且檔次不高。而氣相白炭黑在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的新一代橡膠製品奠定了物質基礎。在普通橡膠中添加少量氣相白炭黑後，產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過高檔橡膠製品，而且可以保持顏色長久不變。納米改性彩色三元乙丙防水卷材，其耐磨性、抗拉強度、抗折性、抗老化性能均提高明顯，且色彩鮮艷，保色效果優異。彩色輪胎的研製工作也取得了一定的進展，如輪胎側面膠的抗折性能由原來的10萬次提高到50萬次以上，有望在不久的將來，實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。 1、在光學領域的應用納米微粒應用於紅外反射材料主要是製成薄膜和多層膜來使用。納米微粒的膜材料在燈泡工業上有很好的應用前景。高壓鈉燈以及各種用於拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是燈絲被加熱後69%的能量轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明，同時，燈管發熱也會影響燈具的壽命，如何提高發光效率，增加照明度一直是急待解決的關鍵問題。納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。80年代以來，科研技術人員用納米Si0X和納米TiO2微粒製成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅外線反射能力。據專家測算同種燈光亮度下，該種燈具與傳統的鹵素燈相比，可節約15%的電能。
2、新型有機玻璃添加劑飛機的窗口材料常用的是有機玻璃（PMMA），當飛機在高空飛行時窗口材料經紫外線輻射易老化，造成透明度下降。為解決此問題，利用納米Si0X極強的紫外反射性能，在有機玻璃生產過程中加入表面修飾後的納米Si0X，生產出的產品抗紫外線輻射能力提高一倍以上，抗沖擊強度提高80%。

『肆』 沉澱法白炭黑色生成過程需要沉降嗎

1.1 二氧化硅的種類 二氧化硅也稱硅質原料，不僅包括天然礦物，也包括各種合成產品，其產品可分為結晶態和無定形態兩類。 二氧化硅天然礦物通常包括結晶態二氧化硅礦物石英砂、脈石英、粉石英和無定形硅礦物硅藻土。 合成產品主要是白炭黑（無定形二氧化硅），包括氣相白炭黑（氣相二氧化硅）、沉澱白炭黑（沉澱二氧化硅）。 石英是二氧化硅天然礦物的主要礦物組分，化學成分為SiO2，玻璃光澤，斷口呈油脂光澤。貝殼狀斷口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66 。顏色不一，無色透明的叫水晶，乳白色的叫乳石英。按其結晶習性分，三方晶系的為低溫石英，又叫 -石英；六方晶系的為高溫石英，又稱 -石英。 石英砂是一個礦產品的專門名詞，它泛指石英成分佔絕對優勢的各種砂，諸如海砂、河砂、湖砂等。地質學按成因將它們劃分為沖積砂、洪積砂、殘積砂等。石英砂的礦物含量變化很大，以石英為主，其次包含各類長石、岩屑、重礦石（石榴子石、電氣石、輝石、角閃石、榍石、黃玉、綠簾石、鈦鐵礦等）以及雲母、綠泥石、黏土礦物等。 石英砂岩，是一種固結的砂質岩石，常簡稱為砂岩，是自然界最常見、最普通的硅質礦物原料之一，其石英和硅質碎屑含量一般在95%以上，副礦物多為長石、雲母和黏土礦物，重礦物含量很少。常見的重礦物有電氣石、金紅石、磁鐵礦等。 石英岩是由石英砂岩或其他硅質岩石經過變質作用而形成的變質岩。脈石英是與花崗岩有關的岩漿熱液礦脈，其礦物組成幾乎全部為石英。 粉石英是一種顆粒極細、二氧化硅含量很高的天然石英礦。粉石英這一詞過去叫法很多，它既包括天然的粉石英，同時也包括了由硅質礦物原料（石英岩、脈石英）加工而成的石英細粉。 硅砂是以石英為主要成分的砂礦飛總稱。以天然顆粒狀態從地表或地層中產出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩風化後呈粒狀產出的砂礦稱為「天然硅砂」（或簡稱「硅砂」）。與此對應，將塊狀石英岩、石英砂岩粉碎成粒狀則稱「人造硅砂」。 1.2 二氧化硅的性質 1.2.1 性質 二氧化硅在自然界分布很廣，如石英、石英砂等。白色或無色，含鐵量較高的是淡黃色。密度2.65～2.66 。熔點1670℃（鱗石英）；1710℃（方石英）。沸點2230℃。不溶於水微溶於酸，微粒時能與熔融和鹼類起作用。 二氧化硅的化學式SiO2，式量60.08，也叫硅石，是一種堅硬難溶的固體。它常以石英、鱗石英、方石英三種變體出現。從地面往下16千米幾乎65％為二氧化硅的礦石。天然的二氧化硅分為晶態和無定形兩大類，晶態二氧化硅主要存在於石英礦中。純石英為無色晶體，大而透明的稜柱狀石英為水晶。二氧化硅是硅原子跟四個氧原子形成的四面體結構的原子晶體，整個晶體又可以看作是一個巨大分子，SiO2是最簡式，並不表示單個分子。無定形二氧化硅為白色固體或粉末。 二氧化硅的化學性質很穩定，不溶於水也不跟水反應，是酸性氧化物，不跟一般酸反應。二氧化硅的性質不活潑，它不與除氟、氟化氫和氫氟酸以外的鹵素、鹵化氫和氫鹵素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。 氟化氫(氫氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶於水的氟硅酸。反應式如下所示： SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑ ＋ 2H2O 二氧化硅與鹼性氧化物 SiO2 ＋ CaO =（高溫） CaSiO3 二氧化硅能溶於濃熱的強鹼溶液： SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋ H2O （盛鹼的試劑瓶不能用玻璃塞而用橡膠塞） 在高溫下，二氧化硅能被碳、鎂、鋁還原： SiO2＋2C=Si＋2CO↑ 1.2.2 二氧化硅結構 在大多數微電子工藝感興趣的溫度范圍內，二氧化硅的結晶率低到可以被忽略。盡管熔融石英不是長范圍有序，但她卻表現出短的有序結構，它的結構可認為是4個氧原子位於三角形多面的腳上。多面體中心是一個硅原子。這樣，每4個氧原子近似共價鍵合到硅原子，滿足了硅的化合價外殼。如果每個氧原子是兩個多面體的一部分，則氧的化合價也被滿足，結果就成了稱為石英的規則的晶體結構。在熔融石英中，某些氧原子，成為氧橋位，與兩個硅原子鍵合。某些氧原子沒有氧橋，只和一個硅原子鍵合。可以認為熱生長二氧化硅主要是由人以方向的多面體中國絡組成的。與無氧橋位相比，有氧橋的部分越大，氧化層的粘合力就越大，而且受損傷的傾向也越小。干氧氧化層的有氧橋與無氧橋的比率遠大於濕氧氧化層。因此，可以認為，SiO2與其說是原子晶體，卻更近似於離子晶體。氧原子與硅原子之間的價鍵向離子鍵過渡。 二氧化硅是製造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光導纖維和耐火材料的原料。 當二氧化硅結晶完美時就是水晶；二氧化硅膠化脫水後就是瑪瑙；二氧化硅含水的膠體凝固後就成為蛋白石；二氧化硅晶粒小於幾微米時，就組成玉髓、燧石、次生石英岩。 物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源，晶體屬三方晶系的氧化物礦物，即低溫石英（α-石英），是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英（β-石英）。石英塊又名硅石， 主要是生產石英砂(又稱硅砂)的原料， 也是石英耐火材料和燒制硅鐵的原料。 1.3 應用領域和用途 （1）玻璃 平板玻璃、浮法玻璃、玻璃製品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光學玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防射線特種玻璃等的主要原料 （2）陶瓷及耐火材料 瓷器的胚料和釉料，窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料 （3）冶金 硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑 （4）建築 混凝土、膠凝材料、築路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料（即水泥標准砂）等 （5）化工 硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，無定形二氧化硅微粉 （6）機械 鑄造型砂的主要原料，研磨材料（噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等） （7）電子 高純度金屬硅、通訊用光纖等 （8）橡膠、塑料 填料（可提高耐磨性） 在PVC地板中，粉石英主要作為填料，細度在320目，填充量為16%～18%；在PVC耐酸板管中，粉石英填料細度為400目，填充量為10%～15%，在塑料薄膜中，粉石英填料細度在600目以上，填充量為10%～12%。 （9）油漆、塗料 （可提高塗料的耐候性） 硅藻土由於具有不同的粒子形狀和結構特徵，再加上極高的吸油量，塗料中用它作為消光劑，主要用於平光乳膠漆和清漆、底漆及某些混凝土塗料中，它還在塗料中用作增加遮蓋性顏料遮蓋力的填料。 2.1 白炭黑 白炭黑是一種人工合成的無定形二氧化硅超微粒子填料，白炭黑是多孔性物質，化學名稱水合二氧化硅，分子式SiO2•nH2O（其中nH2O是以表面羥基的形式存在），是微細粉末狀或超細粒子狀的二氧化硅，粒徑小於100nm，通常為20~60nm，化學純度高（高純者SiO2達99.8%）。分散性好，比表面積大，密度2.319~2.653g/cm3，熔點1750℃。能溶於苛性鹼和氫氟酸，不溶於水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。 白炭黑按製造工藝大體分為：氣相法（氣相法白炭黑、氣相二氧化硅）；沉澱法（沉澱法白炭黑、沉澱法二氧化硅）。 氣相法白炭黑是利用氯硅烷經氫氧焰高溫水解製得的一種精細、特殊的無定形粉體材料，制備工藝復雜，價格昂貴。氣相法白炭黑常態下為白色無定形絮狀半透明固體膠狀納米粒子（粒徑小於100nm），無毒，平均原生粒徑為7~40nm，有巨大的比表面積，可達400m2/g。產品純度高，SiO2含量不小於99.8%，是一種多功能的添加劑，廣泛用於塗料，可起到增稠、觸變、消光等作用。 沉澱法白炭黑又分為傳統沉澱法白炭黑和特殊沉澱法白炭黑，前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產的二氧化硅，後者是指採用超重力技術、溶膠-凝膠法、化學晶體法、二次結晶法或反相膠束微乳液法等特殊方法生產的二氧化硅。沉澱白炭黑屬於含水二氧化硅，SiO2含量90%左右，市場需求量大。沉澱白炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑等。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補強劑、塗料和不飽和樹脂增稠劑，超細二氧化硅凝膠和氣凝膠主要用作塗料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開口劑等。 白炭黑比表面積研究是非常重要的，白炭黑的比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法，國內外製定出來的比表面積測定標准都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標准（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。 2.2 白炭黑的制備工藝 2.2.1 氣相白炭黑（氣相二氧化硅）的制備工藝 主要為化學氣相沉積（CAV）法，又稱熱解法、干法或燃燒法。氣相白炭黑的制備原理是硅鹵化合物在氫氣、氧氣燃燒生產的水中進行高溫（大於1000攝氏度）水解反應；然後聚冷，經過聚集、脫酸等後處理工藝而獲得產品。 空氣和氫氣分別經過加壓、分離、冷卻脫水、硅膠乾燥、除塵過濾後送入合成水解爐。將四氯化硅原料送至精餾塔精餾後，在蒸發器中加熱蒸發，並以乾燥、過濾後的空氣為載體，送至合成水解爐。四氯化硅在高溫下氣化（火焰溫度1000~1800℃）後，與一定量的氫和氧（或空氣）在1800℃左右的高溫下進行氣相水解；此時生成的氣相二氧化硅顆粒極細，與氣體形成氣溶膠，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成較大顆粒，然後經旋風分離器收集，再送入脫酸爐，用含氮空氣吹洗氣相二氧化硅至PH值為4～6即為成品。 其化學反應式如下： SiCl4(g)＋ 2H2(g)＋ O2(g)—> SiO2(g)＋4HCl(g) 2CH3SiCl3(g)＋ 2H2(g)＋5O2(g)—> 2SiO2(g)＋6HCl(g)+ 2CO2(g)+ 2H2O(g) 其中，CH3SiCl3是直接法合成甲基氯硅烷生產過程中不可避免的副產物，其比例約占單體總產量的10%~15%。由於Si原子上多出一個甲基，用其合成白炭黑的機理要比用SiCl4復雜得多。 在20世紀60~70年代，氣相白炭黑主要以四氯化硅為原料，生產工藝較易控制，但成本較高。目前氣相白炭黑製造公司與有機硅單體生產公司密切合作，利用廉價的有機硅副產物為主要原料，生產氣相法白炭黑；而氣相法白炭黑生產過程中副產的鹽酸，則返回有機硅單體廠用於有機硅單體的合成，同時用於有機硅產品的後加工，形成一個資源循環利用，相互促進發展的良性循環，具有極好的社會經濟效益。德國迪高沙（Degussa）公司和美國卡伯特（Cabot）公司的氣相法生產技術全球領先。他們的生產裝置規模大，自動化程度高，產品成本低，牌號（尤其是應用於特殊領域的功能性專用產品牌號）多，品質好，如表面積分布均勻、含水量低。我國沈陽化工股份有限公司及上海氯鹼化工股份有限公司也採用氣相法生產，但在生產規模、生產技術、自動化程度及產品牌號等方面遠不及國外大公司。廣州吉必盛科技實業有限公司是目前國內產量最大，牌號最全，技術最先進的氣相二氧化硅供應商，是氣相二氧化硅國家標准GB20020-2005負責起草單位。 2.2.2 沉澱白炭黑（沉澱二氧化硅）的制備工藝 沉澱二氧化硅由水玻璃（硅酸鈉）與硫酸或鹽酸反應製得。其中反應式如下： SiO2+ Na2CO3—>SiO2•Na2O + CO2 (SiO2•Na2O)ag+ H2SO4—> SiO2+ Na2SO4+ H2O 沉澱白炭黑所用的原料水玻璃，又名泡花鹼，無色、青綠色或棕色的固體或黏稠液體，是由硅石（石英砂）、純鹼（土鹼）在熔化窖中共熔、冷卻、粉碎製得，其燃料為煤、天然氣、煤氣均可。水玻璃生產工藝可分為干法和濕法兩種，通常所用的是干法生產固體水玻璃，再溶解轉換成所需要規格的液體水玻璃。 沉澱法的生產技術、設備簡單，產品活性不高，顆粒不易控制，親和力差，補強性能低，顆粒表面水性羥基鍵合嚴重，消弱了產品的結合力。二次結晶生產超細白炭黑便是在沉澱法生產技術前提下進行了品種處理的改良技術。採用二次結晶新工藝，可以全自動工藝化生產。其SiO2含量在94%以上，比表面積達269~320m2/g，粒徑最粗為1000目，最細可達納米級。 白炭黑用量最大的領域是在橡膠行業中作為最佳白色補強填料。近年來，由於國內膠鞋及輪胎工業的發展，刺激了作為橡膠補強劑的白炭黑生產的快速增長。目前國內外填料用白炭黑，主要以石英砂為原料製成水玻璃後，再以沉澱法生產白炭黑。該生產工藝耗費大量純鹼和酸，生產成本較高。不少研究者正在探討用硅藻土、蛇紋石、硅灰石、高嶺土、膨潤土等非金屬礦物和其他原料生產白炭黑的工藝。第三軍醫大學研究成功用硅藻土生產白炭黑和聚合氯化鋁。浙江廣科化工有限公司、吉林省臨江市業住化工有限公司用硅藻土生產白炭黑。宜賓五糧液集團精細化工有限公司是國內唯一一家用植物（如稻殼、谷殼灰為原料）生產白炭黑（二氧化硅）的廠家，年產白炭黑4000t。 2.3 白炭黑的應用 白炭黑由於其耐酸、耐鹼、耐高溫及良好的電絕緣性能和分散性，因而被廣泛地用於橡膠、塑料、塗料、造紙、日用化工等行業中作為最佳的白色補強填料。氣相法白炭黑制備復雜，成本高，主要用於特殊用途。 2.3.1 氣相法白炭黑的應用 氣相白炭黑廣泛地用於硅橡膠、油漆塗料、油墨和復印機墨粉、膠黏劑、電纜料與不飽和聚酯樹脂、植物保護、食品和化妝品，可起到補強、增稠、抗結塊、控制體系流變和觸變等作用。 氣相白炭黑大量的應用於室溫硫化硅橡膠和高溫化硅橡膠，它們往往是以附聚體的形式分散在基體中形成三維的中國狀結構，與硅橡膠基料的接觸面大，在硫化過程中形成的交聯點多，從而對硅橡膠起到增稠和補強作用。 在液態塗料和油漆中，氣相白炭黑兼有流變助劑、防沉劑、助分散劑、消光劑的功能。在配方中加入氣相白炭黑，可以控制體系的流變性和觸變性，既防止塗料和油漆在施工過程中的流掛現象，又可保證塗層厚薄均勻，獲得高品質的塗刷效果。氣相白炭黑在液態塗料和油漆中，能夠提高顏料和填料的懸浮性，改善顏料的分散性，從而有效防止顏料和填料在體質中沉降，使其具有良好的儲存性。氣相白炭黑作為消光劑，其作用是調整漆膜的表面光澤，並賦予漆膜表面良好的油膩感。另外，氣相白炭黑在油漆和塗料體系中，能夠提高塗層的抗刮擦和耐磨性能，加強了防腐蝕的作用。 粉末塗料中也常常用到氣相白炭黑。在粉末塗料中，氣相白炭黑可以改善粉末塗料的自由流動、防結塊和流動特性。 氣相白炭黑也常常應用於塑料和彈性體以及不飽和聚酯樹脂中。在塑料的混料中加入傳統的填料外，再加入少量的氣相白炭黑就會產生明顯的補強作用，大大提高材料的強度和力學性能，從而改善加工工藝和製品的性能。而在不飽和聚酯樹脂中加入少量的氣相白炭黑可以賦予樹脂極佳的透明度和優異的物理性能，這些特性都有助於提高下游製品的質量。 氣相白炭黑是一種重要的無機化工原料，在工業發展中有著不可替代的作用，除了傳統的應用行業外，還必將應用於新的領域，但由於其價格較高，往往限制了其更廣泛的應用，如在橡膠行業中目前還是大量使用沉澱白炭黑。 2.3.2 沉澱白炭黑的應用 沉澱白炭黑又稱沉澱水合二氧化硅。它是一種具有高比表面積、高結構、高活性的補強填充改性材料，因其具有特殊的表面結構和顆粒形態結構以及獨特的物理、化學特性，應用領域廣泛，是一種重要的補強填充劑。在淺色和彩色產品中更具有炭黑所無法比擬的優點，表面活性和補強性能比其他無機淺色填料（如碳酸鈣、陶土、高嶺土、雲母等）更優異。 通過控制沉澱白炭黑制備反應過程中物料的比例、流量以及反應的壓力、溫度、時間，經過濾、洗滌和乾燥等後處理，可得到不同比表面積、粒徑、純度、結構度、孔隙度的製品。白炭黑生產工藝不同，其物理、化學特性也各不相同，如表3-7所示。 表3-7 不同規格的白炭黑的物理、化學特性 項目 Zeosil175 Zeosil15 Zeosil175Gr Zeosil125Gr Tixosil383 二氧化硅質量分數 0.93 0.92 0.93 0.93 0.93 PH值 6.8 6.9 6.8 6.7 6.9 水分質量分數（105℃，2h） 0.055 0.060 0.060 0.060 0.070 灼燒減量（1000℃/% 4.0 4.5 4.0 4.0 4.5 CTAB比表面積/（m2/g） 162 160 165 120 160 BET比表面積/（m2/g） 165 240 168 125 260 DOP吸油值/(ml/100g) 280 250 250 230 250 壓緊密度/（mg/m3） 0.28 0.30 0.30 0.30 0.17 干基篩余物質量分數（10目） — — 0.80 0.85 — 325目濕篩余物質量分數 — — — — 0.005 不同比表面積、不同粒徑大小的白炭黑可滿足不同用途和性能要求。沉澱白炭黑廣泛用於橡膠、塑料的填充補強劑、油漆增稠劑、油漆塗料添加劑、合成潤滑脂和硅脂稠化劑、製革業平光劑、農葯分散劑、造紙填充劑、合成樹脂（聚酯樹脂、彈性聚氨酯）的添加劑、電子電氣業絕緣絕熱填料及日用化工原料等行業。同時用於聚丙烯、無毒聚氯乙烯塑料薄膜的開口劑和食品、農葯醫葯的防結塊劑和載體。 沉澱白炭黑用量最大的領域是在橡膠工業中作為最佳的白色補強填料，在白色和淺色填料中補強性能和表面活性優異，廣泛用於橡膠鞋底、輪胎、膠管、膠帶、膠輥、橡膠密封件等產品。 生產橡膠製品過程中通常需要在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性，但由於炭黑的加入使得製品均為黑色且檔次不高。將白炭黑作為補強劑，在普通橡膠中添加少量白炭黑後，產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過傳統高檔橡膠製品，而且能生產出新穎、性能優異的新一代橡膠製品，如白炭黑改性的橡膠材料，並且可以保持顏色長久不變。彩色輪胎側面膠的抗折性能由原來的10萬次提高到50萬次以上且有望在不久的將來，實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。 將白炭黑加入到聚氯乙烯、環氧樹脂、乙烯基樹脂等可加工樹脂材料中，能明顯提高產品質量，方便加工成型，提高生產效率，增加品種，擴大應用范圍。在聚氯乙烯塑料薄膜中添加白炭黑後，不但提高其透明度、強度、韌性，而且抗老化性能也明顯提高。在普通塑料聚氯乙烯中添加少量白炭黑後生產出的塑料門窗硬度、粗糙度和抗老化性能均大幅度提高。利用白炭黑對塑料聚丙烯進行改性，主要技術指標（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、繞曲強度等）均達到或超過工程塑料尼龍6的性能指標，可實現聚丙烯工程塑料製件替代尼龍6使用，產品成本大幅度下降，其經濟效益十分顯著。 我國是塗料生產消費大國，但目前國產塗料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩定性、觸變性、耐磨性、耐洗刷性能較低等問題，致使每年需進口大量高檔塗料。在塗料中，白炭黑可發揮防止結塊和懸浮、增稠、觸變性等功能。白炭黑在塗料中成功應用，一改過去產品的不足，其主要性能指標大幅度提高，如外牆塗料的耐洗刷性由原來的1000多次提高到1萬多次；人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250h（粉化1級、變色2級）提高到600h（無粉化、漆膜無變色，色差值4.8）。此外，塗膜與牆體結合強度大幅度提高，塗膜硬度顯著增加，表面自潔能力也獲得改善。

『伍』 疏水性氣相二氧化硅的氣相二氧化硅的應用

氣相二氧化硅是極其重要的高科技超微細無機新材料之一,由於其粒徑很小，因此比表面積大，表面吸附力強，表面能大，化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性，在眾多學科及領域內獨具特性，有著不可取代的作用。氣相二氧化硅俗稱「超微細白炭黑」，廣泛用於各行業作為添加劑、催化劑載體，石油化工，脫色劑，消光劑，橡膠補強劑，塑料充填劑，油墨增稠劑，金屬軟性磨光劑，絕緣絕熱填充劑，高級日用化妝品填料及噴塗材料、醫葯、環保等各種領域。並為相關工業領域的發展提供了新材料基礎和技術保證。由於它在磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規材料相比顯示出特異功能，因而得到人們的極大重視。
一、電子封裝材料
有機物電致發光器材（OELD）是目前新開發研製的一種新型平面顯示器件，具有開啟和驅動電壓低，且可直流電壓驅動，可與規模集成電路相匹配，易實現全彩色化，發光亮度高（>105cd/m2）等優點，但OELD器件使用壽命還不能滿足應用要求，其中需要解決的技術難點之一就是器件的封裝材料和封裝技術。目前，國外（日、美、歐洲等）廣泛採用有機硅改性環氧樹脂，即通過兩者之間的共混、共聚或接枝反應而達到既能降低環氧樹脂內應力又能形成分子內增韌，提高耐高溫性能，同時也提高有機硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化時間較長（幾個小時到幾天），要加快固化反應，需要在較高溫度（60℃至100℃以上）或增大固化劑的使用量，這不但增加成本，而且還難於滿足大規模器件生產線對封裝材料的要求（時間短、室溫封裝）。將經表面活性處理後的氣相二氧化硅充分分散在有機硅改性環氧樹脂封裝膠基質中，可以大幅度地縮短封裝材料固化時間（為2.0-2.5h）,且固化溫度可降低到室溫,使OELD器件密封性能得到顯著提高,增加OELD器件的使用壽命。
二、樹脂復合材料
樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但近年來材料界和國民經濟支柱產業對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業界的重要課題。氣相二氧化硅的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相二氧化硅顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。
1、提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相二氧化硅添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同於粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相二氧化硅由於表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相二氧化硅顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現很高的流漣性，從而使氣相二氧化硅添加的環氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。
2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相二氧化硅顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利於拉成絲。由於氣相二氧化硅的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加緻密細潔，摩擦系數變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。
3、抗老化性能。環氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280—400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相二氧化硅可以強烈地反射紫外線，加入到環氧樹脂中可大大減少紫外線對環氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。
三、塑料
利用氣相二氧化硅透光、粒度小，可以使塑料變得更加緻密，在聚苯乙烯塑料薄膜中添加二氧化硅後，不但提高其透明度、強度、韌性，而且防水性能和抗老化性能也明顯提高。通過在普通塑料聚氯乙烯中添加少量氣相二氧化硅後生產出的塑鋼門窗硬度、光潔度和抗老化性能均大幅提高。利用氣相二氧化硅對普通塑料聚丙烯進行改性，主要技術指標（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、撓曲強度等）均達到或超過工程塑料尼龍6的性能指標，實現了聚丙烯鐵道配件替代尼龍6使用，產品成本大幅下降，其經濟效益和社會效益十分顯著。
四、塗料
我國是塗料生產和消費大國，但當前國產塗料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需進口大量高質量的塗料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些塗料生產企業敢於創新，成功地實現了氣相二氧化硅在塗料中的應用，這種納米改性塗料一改以往產品的不足，經檢測其主要性能指標除對比率不變外，其餘均大幅提高，如外牆塗料的耐洗刷性由原來的一千多次提高到一萬多次，人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250小時（粉化1級、變色2級）提高到600小時（無粉化，漆膜無變色，色差值4.8），此外塗膜與牆體結合強度大幅提高，塗膜硬度顯著增加，表面自潔能力也獲得改善。
五、橡膠
橡膠是一種伸縮性優異的彈性體，但其綜合性能並不令人滿意，生產橡膠製品過程中通常需在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性，但由於炭黑的加入使得製品均為黑色，且檔次不高。而氣相二氧化硅在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的新一代橡膠製品奠定了物質基礎。在普通橡膠中添加少量氣相二氧化硅後，產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過高檔橡膠製品，而且可以保持顏色長久不變。納米改性彩色三元乙丙防水卷材，其耐磨性、抗拉強度、抗折性、抗老化性能均提高明顯，且色彩鮮艷，保色效果優異。彩色輪胎的研製工作也取得了一定的進展，如輪胎側面膠的抗折性能由原來的10萬次提高到50萬次以上，有望在不久的將來，實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。
六、顏（染）料
有機顏（染）料雖具有鮮艷的色彩和很強的著色力，但一般耐光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性能往往不及無機顏料。通過添加氣相二氧化硅對有機顏（染）料進行表面改性處理，不但使顏（染）料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色調和飽和度等指標也均出現一定程度的提高，性能可與進口高檔產品相媲美，極大地拓寬了有機顏（染）料的檔次和應用范圍。
七、陶瓷
用氣相二氧化硅代替氣相三氧化二鋁添加到95瓷里，既可以起到納米顆粒的作用，同時它又是第二相的顆粒，不但提高陶瓷材料的強度、韌性，而且提高了材料的硬度和彈性模量等性能，其效果比添加A1203更理想。利用氣相二氧化硅來復合陶瓷基片，不但提高了基片的緻密性、韌性和光潔度，而且燒結溫度大幅降低。此外，氣相二氧化硅在陶瓷過濾網、剛玉球等陶瓷產品中應用效果也十分顯著。
八、密封膠、粘結劑
密封膠、粘結劑是量大、面廣、使用范圍寬的重要產品。它要求產品粘度、流動性、固化速度達最佳條件。我國在這個領域的產品比較落後，高檔的密封膠和粘結劑都依賴進口。國外在這個領域的產品已經採用納米材料作改性劑，而氣相二氧化硅是首選材料，它主要是在氣相二氧化硅表麵包敷一層有機材料，使之具有憎水性，將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構，即氣相二氧化硅小顆粒形成網路結構抑制膠體流動，加快固化速度，提高粘結效果，由於氣相二氧化硅顆粒尺小從而也增加了產品的密封性和防滲性。
九、玻璃鋼製品
玻璃鋼製品雖然有輕質、高強、耐腐蝕等優點，但其本身硬度較低、耐磨性較差。有關專家通過超聲分散方法將氣相二氧化硅添加到膠衣樹脂中，與未加氣相二氧化硅的膠衣做性能對比實驗，發現其莫氏硬度由原來的2.2級（相當於石膏的硬度）提高到2.8~2.9級（3級是天然大理石硬度），耐磨性提高1~2倍，因納米顆粒與有機高分子產生接枝和鍵合作用，使材料韌性增加，故抗拉強度和抗沖擊強度提高1倍以上，耐熱性能也大幅提高。
十、葯物載體
隨著當前城市生活垃圾的大幅增長以及環境污染的日趨嚴重，加大消滅「四害」的力度、預防疾病的傳播已十分迫切。在樹幹上塗刷石灰、向垃圾箱噴灑葯水已作用不大，現在大城市已採用噴塗中樞神經麻醉葯類殺蟲劑來消滅蚊子、蒼蠅、蟑螂等昆蟲類害蟲，但這些殺蟲劑多從國外進口，價格較高，噴塗後有效期較短（只有一個月）。採用氣相二氧化硅為載體吸附該類殺蟲劑，起到了很好的緩釋效果，據測定，其噴塗後有效期長達一年以上。
十一、化妝品
對於化妝品來說，要求對紫外線屏蔽能力強，最好是既能防護紫外中波（UVB）對人體的危害，亦能對紫外長波（UVA）起防護作用。實質上，紫外屏蔽包括兩方面，一是前面所述對紫外線的吸收，另一方面是對紫外線的反射，目前，世界上從紫外反射性能角度開發的抗紫外劑還未見報道。在防曬產品中以往多使用有機化合物為紫外線吸收劑，但是存在諸如為了盡可能保護皮膚不接觸紫外線而提高添加量之後，會增加發生皮膚癌以及產生化學性過敏等問題，而氣相二氧化硅為無機成分，易於與化妝品其它組分配伍，無毒、無味，不存在上述問題，且自身為白色，可以簡單地加以著色，尤其可貴的是氣相二氧化硅反射紫外能力強、穩定性好，被紫外線照射後不分解，不變色，也不會與配方中其它組分起化學反應。氣相二氧化硅的這些突出特點為防曬化妝品的升級換代奠定了良好的基礎。
十二、抗菌材料
利用氣相二氧化硅龐大的比表面積、表面多介孔結構和超強的吸附能力以及奇異的理化特性，將銀離子等功能離子均勻地設計到氣相二氧化硅表面的介孔中，並實施穩定，成功開發出高效、持久、耐高溫、廣譜抗菌的納米抗菌粉（粒徑只有70納米左右），不但填補國內空白，而且主要技術指標均達到或超過日本同類產品。經檢測，當納米抗菌粉在水中的濃度僅為0.315%時，對革蘭氏陽性代表菌種與革蘭氏陰性代表菌種的抗菌能力就可以非常明顯的表露出來，抑菌圈出現2—3mm，且隨著納米抗菌粉在水中濃度的增加，抑菌圈明顯增大。據測定，水中含Ag+為0.01mg/1時，就能完全殺滅水中的大腸桿菌，並能保持長達90天內不繁衍出新的菌叢。將納米抗菌粉應用於搪瓷釉料中，生產出具有防霉、抗菌功能的滾筒洗衣機，其抗菌率高達99%以上。應該指出的是，納米抗菌粉在搪瓷釉料中使用條件較為苛刻，須在鹼性較強的液體中和高溫（900℃左右）燒瓷後仍保持很強的抗菌性能，這是其它抗菌粉望塵莫及的。將納米抗菌粉添加在內牆塗料中，生產出了具有長久抗菌防霉功能的內牆塗料。將納米抗菌粉用在婦女內褲洗滌劑、羊毛、羊絨洗滌劑、洗潔精、洗手液中，經衛生防疫部門檢測，其抗菌性能十分顯著。可以預見，隨著人們健康意識的增強，納米抗菌粉將逐漸被相關應用企業的廣大民眾所接受，在票據、醫療衛生、化學建材、家電製品、功能纖維、塑料製品等行業中嶄露頭角。
十三、其它
1、在光學領域的應用納米微粒應用於紅外反射材料主要是製成薄膜和多層膜來使用。納米微粒的膜材料在燈泡工業上有很好的應用前景。高壓鈉燈以及各種用於拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是燈絲被加熱後69%的能量轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明，同時，燈管發熱也會影響燈具的壽命，如何提高發光效率，增加照明度一直是急待解決的關鍵問題。納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。80年代以來，科研技術人員用氣相二氧化硅和納米二氧化鈦微粒製成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅外線反射能力。據專家測算同種燈光亮度下，該種燈具與傳統的鹵素燈相比，可節約15%的電能。
2、新型有機玻璃添加劑飛機的窗口材料常用的是有機玻璃（PMMA），當飛機在高空飛行時窗口材料經紫外線輻射易老化，造成透明度下降。為解決此問題，利用氣相二氧化硅極強的紫外反射性能，在有機玻璃生產過程中加入表面修飾後的氣相二氧化硅，生產出的產品抗紫外線輻射能力提高一倍以上，抗沖擊強度提高80%。