Valge tahm on hüdraatunud ränidioksiid, mis saadakse naatriumsilikaadi lahusest sadestamisel. Viimane on vedel klaas. Reaktsiooniprotsessis kasutatakse hapet ja järgmine etapp on filtreerimine, pesemine ja edasine kuivatamine.
Kirjeldatud aine on aluseks polümeerkomposiitmaterjalide täiteainete saamiseks. Viimased on valge süsiniku modifitseerimise tooted orgaaniliste modifikaatoritega. Mõnikord nimetatakse kirjeldatud materjali ka boornitriidiks, mis saadakse pentaboraani põletamisel lämmastikus.
Kirjeldus
Materjali valem on järgmine: SiO. Sõltuv alt kvaliteedinäitajatest ja eesmärgist võib tahma tähistada nelja klassiga:
- BS-30.
- BS-50.
- BS-100.
- BS-120.
Selle omadused vastavad GOST 18307-78 nõuetele. Igal kaubamärgil on oma osakeste suurus. Esimeste ülalnimetatute puhul ulatub see parameeter 108 nm-ni, samas kui fraktsioon on 77, kui materjali määrab BS-50 kaubamärk. Osakeste suurust vähendatakse 34 ja 27 umtahma klassid BS-100 ja BS-120.
Teatud kogust seotud vett saab kasutada hankimise ja töötlemise protsessis. Sel juhul muutub SiO2-ga sideme vorm. See võib olla nõrg alt adsorptiivne või koordineeriv.
Saadmine toimub vedelfaasi või gaasifaasi meetodil. Esimene on amorfse ränihappe sadestamine. Kasutatavad lahused on naatriumsilikaadid. Happelised reaktiivid, näiteks süsinikdioksiid või vesinikkloriidhape, toimivad keemilise protsessi ühe osalisena. Reaktsioon toimub temperatuuril 70 kuni 90 °C.
Saadud toode läbib enne kuivatamist kolm etappi. Sõltuv alt kasutatavatest sadestamistingimustest saadakse leeliseline, neutraalne või happeline tahm. Seejärel kuiv toode jahvatatakse. Osakeste poorsuse ja peenuse aste sõltub laguaine olemusest, mis on silikaati lagundav aine. Filtreerimise ja kuivatamise käigus võivad osakesed polüränihapete kondenseerumisel agregeeruda. Sellega seoses on nende etappide tingimused rangelt reguleeritud.
Gaasifaasi meetodi kirjeldus
Gaasifaasitehnoloogia protsessis võib saada valget tahma. See koosneb ränitetrakloriidi või tetrafluoriidräni hüdrolüüsist plahvatusohtliku seguga. Temperatuur võib ulatuda kuni 1100 °C-ni. Selle tulemusena on võimalik saada puhast madala hüdratatsioonisisaldusega toodet, mida iseloomustab kõrge dispersioon. Selle poorsus on aga üsna madal. Kuid selle meetodiga kaasnevad suured kulutused energiale, toorainele, kõrgetele kuludele jakõrvalsaaduse moodustumine HC1 kujul, mida tuleks ratsionaalselt kasutada.
Valget tahma saab saada mõne muu tehnikaga, mis on ülalkirjeldatud tehnoloogia variatsioon. Me räägime ränitetrakloriidi hüdrolüüsist madalatel temperatuuridel. Seda meetodit nimetatakse ka aerogeeliks. Lisaks ülalkirjeldatud meetoditele on välja töötatud silikaat- ja silikaatõli kummide tehnoloogia. Protsessis kasutatakse ränidioksiidi külmsademist. Reaktsioon hõlmab kummi koagulatsiooni.
Mõned vead
Valge tahm on ränidioksiid, millel on mõned puudused. Need piiravad oluliselt toote ulatust kummitööstuses. Puuduseks on tihedus, mis on palju suurem kui tahmal. Kummidega märgumine on kõige hullem. Selle omaduse parandamiseks allutatakse materjalile karbofiliseerimine, mida nimetatakse ka hüdrofobiseerimiseks ja mis hõlmab töötlemist aktiivainetega, mis on adsorbeeritud ränidioksiidi pinnale polaarsete rühmade poolt. Pindaktiivsete ainetena kasutatud:
- alkoholid;
- alifaatsed või tsükloalifaatsed amiinid.
Need sisaldavad üle 6 süsiniku ja silikoonõlitaolisi ühendeid.
Kasutusala
Valge süsiniku kasutamine on üsna levinud. See võimaldab parandada silikoonkummide baasil valmistatud kummi mehaanilisi omadusi. Need materjalid on suurenenudtulekindlus ja kuumakindlus. Tahm on tugevdavate omaduste poolest võrreldav tahmaga ja ületab seda oma kuuma- ja õlikindluse mõju poolest.
Aine abil saab anda muljetavaldava libisemiskindluse. See viiakse koos tahmaga rasketes oludes kasutatavate rehvide turvise kummi. Väikestes kogustes kasutamine vähendab turvise kulumiskindlust ja suurendab mustri elementide vastupidavust mõranemisele. Karkassi kummi lisandina soovitatakse kasutada materjale, et suurendada juhtmega ühenduse tugevust.
Mõned füüsikalised ja keemilised parameetrid
Valge süsiniku koostist arvestades peaksite mõistma, et see materjal koosneb naatriumsilikaadist ja happest. Viimane võib olla seemisnahk. Praeguseks on teada mitu selle materjali klassi, millest igaühel on oma füüsikalised ja keemilised omadused. Näiteks valge tahma BS-100 sisaldab 86% ränidioksiidi, nagu kaubamärk BS-120. BS-50 sisaldab ränidioksiidi 70%.
Niiskuse massiosa BS-100 puhul on 6,5%. Kaalukaotus süütamisel võib varieeruda 5–7%. Raudoksiidi puhul võib massiosa olla 0,15%, nagu on alumiiniumoksiidiks muundatud alumiiniumi massiosa puhul. Kloriidide massiosa ei ületa 1%. K altsiumi ja magneesiumi massiosa on k altsiumoksiidiks muundatuna 0,8%. Aluselisuse massiosa ei ole standarditud.
Kokkuvõtteks
Materjal on pakitud lamineeritud neljakihilistesse kottidesse, kus on ükspolüetüleeni kiht. Maksimaalne maht võib olla 20 kg. Ainet müüakse ka spetsiaalsetes ühekordselt kasutatavates konteinerites. Nende kaal ulatub 400 kg-ni. Materjali transporditakse mis tahes transpordivahendiga. Garanteeritud säilivusaeg ei ületa 6 kuud alates valmistamiskuupäevast.
Materjal koosneb tahketest värvitutest kristallidest, mille sulamistemperatuur on väga kõrge. Aine ei lahustu vees ja kuumutamisel hakkab see suhtlema leeliste ja oksiididega. Ränidioksiidi kasutatakse komponendina keraamika valmistamisel, samuti betoonist klaastoodete valmistamisel.
