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白炭黑概述及其生产工艺(三)

 2008年4月30日   点击
 

二、气相法

气相法又称热解法或干法。原料为硅氧烷,尤其是六乙基硅氧烷、四氯化硅等。一般是采用SiCl4 气体在氢气和氧气(或空气)的混合气流中,在燃烧室里进行高温水解。反应后的含有SiO2 的气溶胶进入凝聚室停留一定时间,待形成絮状的SiO2 后送旋风分离,成品进行脱酸,使韩国三级片大全在线观看中的HCl 含量降至指标以下,最后包装。气相法生产白炭黑毕竟是一种代价高昂的制备方法,原料SiCl4 的生产就是一个复杂的过程。实际生产中合理的选择SiCl4应来自制备SiHCl3 过程的副产物。

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处于气相的水和盐酸对硅——氧四面体的顶点氧有保护作用,即阻碍硅——氧键的发展,这种阻碍是通过形成—O—H 键,从而达到电中性,如图4—l 所示该工艺生产的白炭黑一般说来物化性能都很好。其粒子大小、比表面积、表面活性等重要性质与三种气体的比例、燃烧温度以及SiO2 在燃烧室中停留时间有相当大的关系。采用此法生产的白炭黑表面光滑,具有较高的化学纯度及优越的性能,灼烧失量比沉淀法韩国三级片大全在线观看小,具有使液体增稠及触变,防止悬浮液中固相沉积,增进粉末韩国三级片大全在线观看流动性,防结块以及消光等多种特殊功能。

4.沉淀法制备白炭黑的理论基础

工业水玻璃是沉淀法制备白炭黑的主要原料。水玻璃是水溶性的硅酸盐,在所有硅酸盐中,仅碱金属的硅酸盐可溶于水,重金属的硅酸盐不溶于水。市售的工业水玻璃通常为粘稠状的水溶液,属胶体溶液。一般工业水玻璃中Na2O 与SiO2 的摩尔比为1∶3.3 左右,故水玻璃实际上是多聚硅酸盐。现代的科技证明,溶液中SiO2 的聚合度并不等于它们的摩尔比,摩尔比越大,偏离程度越大。见表4—l。

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硅酸是很弱的酸,其电离常数很小,数量级约为:k1≈10-8,k2≈10-14。硅酸在水中的溶解度也极小,大约为100ppm。因此,硅酸很容易从硅酸盐的水溶液中被其它酸置换出来,即使很弱的酸,如碳酸、醋酸等。硅酸在水中的溶解度虽小,但当我们在较稀的水玻璃溶液中加入某种酸时,肯定有大量硅酸生成,然而我们发现并不立即就有沉淀出来。这是因为初生的单分子硅酸是溶于水的,随着时间的推移,单硅酸聚合成低聚硅酸,再聚合成高聚硅酸。然后,在水溶液pH=7~10,且无盐存在时,可以进一步聚合为硅溶胶;而在 pH<7,或者pH=7~10,且有盐存在时,可以凝结为硅凝胶。这种自聚合作用是硅酸最重要的特性。

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