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FRP玻璃鋼復合材料論壇

標題: 氣相與沉淀的區別 [打印本頁]

作者: kinwdc 時間: 2003-11-6 15:18
標題: 氣相與沉淀的區別
納米與微米二氧化硅的關系(轉) 納米材料被眾多科學家視為21世紀最有前途購材料之一，西方各發達國家紛紛把納米級材料的研究、開發列入本國的高技術發展計劃之中。納米SiO2作為納米級材料中的重要一員，已引起國內研究單位及企業的極大興趣，常有相關的論文見報。納米SiO2也漸漸成為熱門話題，但值得關注的是，傳統沉淀法工藝生產的白炭黑產品能否成為納米SiO2中的一個品種。傳統沉淀法特指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產白炭黑的生產工藝 1 傳統沉淀法白炭黑不是納米材料 如果僅根據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，顯然是錯誤的。 1)傳統沉淀法白炭黑在使用透射電鏡測定其粒徑時，首先要對樣品進行預處理一般是在分散液內采用超聲波技術使之分散。因此，測得的粒徑是強制分散后的徑，通常稱之為原始粒子，而不代表成品粒徑。 2)傳統沉淀法白炭黑在橡膠中經混煉后，并不能使沉淀法白炭黑分散成100 以下的粒子，據國外研究表明，在膠料中分散后的白炭黑粒子，也就是真正與膠交聯起補強作用的粒子粒徑在250—500nm的范圍內。 3)傳統沉淀法白炭黑的原始粒子雖為15—20nm，但在表面經基作用下已形成集體顆粒，因而無法表現出納米材料應有的特性。 2 傳統沉淀法白炭黑粒子生成過程 在傳統沉淀法白炭黑生產過程中，可以將其分為這么幾個過程。在沉淀反應時水玻璃與酸反應，最初生成硅酸，然后自聚成硅酸微粒子。這個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，送人干燥設備中脫水，水合硅酸聚集體變成SiO2顆粒產品，我們稱之為三次粒子。如果將沉淀法白炭黑產品再次粉碎，所得到的白炭黑產品應稱之為四次粒子了。一次粒子大小與合成工藝路線及反應條件有關，實質是硅酸聚合度不同。一般沉淀法 白炭黑產品一次粒子粒徑均在15—50nm范圍內，但在膠料中表現出高透明性的白炭黑產品，一次粒子在20nm以下。一次粒子愈小，被補強的膠料透明性愈好，補強性能也好，但由于這樣的產品對硫化促進劑吸附性強，有延遲膠料硫化的作用。若膠料配方不調整，所得到的膠片透明性好，但補強性能反而不高，永久變形增加。二次粒子大小與合成工藝路線及反應條件和攪拌狀態有關。主要取決對聚集體支鏈大小的控制，支鏈結構多而發達者，其產品吸油值大、反之則吸油值小。白炭黑作為橡膠補強利時，若吸油值太高，在橡膠中均勻分散較困難，因為必須將白炭黑的支鏈結構破壞，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產生的團聚顆粒。其大小不僅與合成工藝有關，在工藝一定的情況下，基本由干燥設備選型決定。例如，某種工藝產品，靜態干燥可能是不規則硬塊，壓力式噴霧就變成顆粒狀，離心噴霧干燥則為細小顆粒狀，而閃蒸干燥就是粉狀產品了。顯然，如果采用噴霧或閃蒸干燥，所得產品在多數用途上可以直接使用。但在某些特大小主要與粉碎設備選型有關，機械粉碎可以使粒子在45um左右，而氣流粉碎則可得到微米級粒子，習慣上稱之為超細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透射電鏡測定。在10萬倍放大倍數下即可得到清晰的沉淀法SiO2一次粒子照片。可見，沉淀法SiO2在生產過程各個階段的粒子大小，在一定范圍內是可以根據用途需要進行調節的。但由于生產過程中存在二次粒子形成及干燥脫水的團聚問題(生成三次粒子)，故現有傳統沉法生產工藝是不可能得到納米態SiO2微粒的。即使采用先進的超細粉碎手段，只能得到微米級的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，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聚再借助超細粉碎設備，就可能得到更接近納米SiO2的超細SiO2粉體。這樣的準納米超細SiO2粉體會在某些方面表現出傳統沉淀法SiO2產品不具備的一些性能，但距真正的納米態SiO2粒子應有的性能仍會有很大差距。如小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應等。

作者: soundsee 時間: 2003-11-7 10:22
我比較喜歡這類貼子，知識性很強啊！！

作者: 石家莊小劉 時間: 2003-11-7 11:33
好~我也喜歡！謝謝教給大家知識！

作者: soundsee 時間: 2003-11-7 13:44
你也來兩貼吧，領導！！ [em02] [em02] [em02]

作者: 促進劑 時間: 2003-11-20 12:24
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看一下!

作者: 石家莊小劉 時間: 2003-11-24 11:09
身體最重要！老大，多保重！

作者: silencesun 時間: 2003-12-12 22:54
好

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