El hollín blanco es una sílice hidratada que se obtiene por precipitación de una solución de silicato de sodio. Este último es vidrio líquido. El proceso de reacción utiliza un ácido y el siguiente paso es la filtración, el lavado y el secado adicional.
La sustancia descrita es la base para la obtención de rellenos para materiales compuestos poliméricos. Estos últimos son productos de la modificación del carbón blanco con modificadores orgánicos. A veces, el material descrito también se denomina nitruro de boro, que se obtiene quemando pentaborano en nitrógeno.
Descripción
La fórmula del material es la siguiente: SiO. Según los indicadores de calidad y el propósito, el hollín se puede representar en cuatro grados:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Sus características cumplen con los requisitos de GOST 18307-78. Cada marca tiene su propio tamaño de partícula. Para el primero de los mencionados anteriormente, este parámetro alcanza los 108 nm, mientras que la fracción es de 77 si el material lo determina la marca BS-50. El tamaño de partícula se reduce a 34 y 27 paragrados de negro de carbón BS-100 y BS-120.
Se puede utilizar cierta cantidad de agua ligada en el proceso de obtención y procesamiento. En este caso, cambia la forma del enlace con SiO2. Puede ser débilmente adsortivo o coordinante.
La obtención se realiza por el método en fase líquida o en fase gaseosa. El primero es la precipitación del ácido silícico amorfo. Las soluciones utilizadas son silicatos de sodio. Los reactivos ácidos, por ejemplo, el dióxido de carbono o el ácido clorhídrico, actúan como uno de los participantes en el proceso químico. La reacción tiene lugar a una temperatura de 70 a 90 °C.
El producto resultante pasa por tres etapas antes del secado. Según las condiciones de precipitación que se utilicen, se obtienen negros de humo alcalinos, neutros o ácidos. A continuación, el producto seco se muele. El grado de porosidad y finura de las partículas depende de la naturaleza del agente de descomposición, que es una sustancia que descompone el silicato. Durante la filtración y el secado, las partículas pueden agregarse durante la condensación de los ácidos polisilícicos. En este sentido, las condiciones de estas etapas están estrictamente reguladas.
Descripción del método de fase gaseosa
El hollín blanco se puede obtener en el proceso de la tecnología de fase gaseosa. Consiste en la hidrólisis del tetracloruro de silicio o tetrafluoruro de silicio con una mezcla explosiva. La temperatura puede alcanzar hasta 1.100 °C. Como resultado, es posible obtener un producto puro poco hidratado, que se caracteriza por una alta dispersión. Sin embargo, su porosidad es bastante baja. Pero este método va acompañado de grandes gastos de energía, materias primas, alto costo yla formación de un subproducto en forma de HC1, que debe utilizarse racionalmente.
El hollín blanco se puede obtener mediante otra técnica, que es una variación de la tecnología descrita anteriormente. Estamos hablando de la hidrólisis del tetracloruro de silicio a bajas temperaturas. Este método también se llama aerogel. Además de los métodos descritos anteriormente, se ha desarrollado la tecnología de cauchos de silicato y aceite de silicato. El proceso utiliza la deposición en frío de sílice. La reacción implica la coagulación del caucho.
Algunos defectos
El hollín blanco es dióxido de silicio, que tiene algunas desventajas. Limitan significativamente el alcance del producto en la industria del caucho. La desventaja es la densidad, que es mucho mayor que la del negro de humo. Mojarse con gomas es lo peor. Para mejorar esta característica, el material se somete a una carbofilización, que también se denomina hidrofobización y consiste en un tratamiento con sustancias activas adsorbidas en la superficie de sílice por grupos polares. Utilizado como tensioactivos:
- alcoholes;
- aminas alifáticas o cicloalifáticas.
Contienen más de 6 carbonos y compuestos similares al aceite de silicona.
Ámbito de aplicación
El uso de carbón blanco es bastante común. Permite mejorar las características mecánicas del caucho, fabricado a base de cauchos de silicona. Estos materiales han aumentadoresistencia al fuego y resistencia al calor. El negro de carbón es comparable en propiedades de refuerzo al negro de carbón y lo supera en su efecto sobre la resistencia al calor y al aceite.
Con la ayuda de una sustancia, se puede lograr una impresionante resistencia al deslizamiento. Se está introduciendo junto con el negro de carbón en el caucho de la banda de rodadura de los neumáticos que funcionan en condiciones difíciles. El uso en pequeñas cantidades reduce la resistencia al desgaste de la banda de rodadura y aumenta la resistencia de los elementos del dibujo al descascarillado. Los materiales se recomiendan como aditivos en el caucho de la carcasa para aumentar la fuerza de la conexión con el cordón.
Algunos parámetros físicos y químicos
Al considerar la composición del carbón blanco, debe comprender que este material está compuesto de silicato de sodio y ácido. Este último puede ser de gamuza. Hasta la fecha se conocen varios grados de este material, cada uno de ellos tiene sus propias propiedades físicas y químicas. Por ejemplo, el negro de humo blanco BS-100 tiene un 86 % de dióxido de silicio, como la marca BS-120. Mientras que BS-50 contiene dióxido de silicio en una cantidad del 70 %.
La fracción de masa de humedad para BS-100 es 6.5%. La pérdida de peso por ignición puede variar del 5 al 7%. En términos de óxido de hierro, la fracción de masa puede ser 0,15%, como es el caso de la fracción de masa de aluminio cuando se convierte en óxido de aluminio. La fracción de masa de cloruros no supera el 1%. La fracción de masa de calcio y magnesio es 0,8% cuando se convierte en óxido de calcio. La fracción de masa de la alcalinidad no está estandarizada.
En conclusión
El material se envasa en bolsas laminadas de cuatro capas con unauna capa de polietileno. El volumen máximo puede ser de 20 kg. La sustancia también se vende en envases desechables especializados. Su peso alcanza los 400 kg. El material es transportado por cualquier medio de transporte. La vida útil garantizada no supera los 6 meses a partir de la fecha de fabricación.
El material consiste en cristales sólidos incoloros, cuyo punto de fusión es muy alto. La sustancia no se disuelve en agua y, cuando se calienta, comienza a interactuar con álcalis y óxidos. El dióxido de silicio se utiliza como componente en la fabricación de cerámica, así como en la producción de productos de hormigón de vidrio.
