Usos especiales de la sílice pirógena

La sílice pirógena es un material en polvo fino y amorfo especial producido por hidrólisis a alta temperatura de clorosilano bajo una llama de hidrógeno y oxígeno. El tamaño medio de partícula primaria es de aproximadamente 7 a 40 nm, el área de superficie específica es de 50 a 380 m2/g, la pureza del producto es alta y el contenido de sílice es ≥99,8%. Es un aditivo multifuncional ampliamente utilizado en caucho de silicona, recubrimientos, caucho y pulido mecánico químico y otros campos. La sílice pirógena generalmente tiene dos tipos de productos: hidrofílicos e hidrofóbicos. Los productos hidrofóbicos se obtienen mediante el tratamiento químico superficial de productos hidrofílicos. Desde que la empresa alemana Degussa desarrolló con éxito la tecnología de producción de sílice en fase de vapor en 1941, la producción total de sílice en fase de vapor en el mundo ha superado las 15.000 toneladas, la tecnología de producción se ha mejorado día a día y las variedades se han serializado y especializado. . A medida que los campos de aplicación de la sílice pirógena continúan expandiéndose, la demanda de sílice pirógena aumenta. Este artículo describe brevemente las propiedades especiales y los métodos de producción de la sílice pirógena y revisa algunos campos de aplicación nuevos de la sílice pirógena en el país y en el extranjero en los últimos años, además del caucho de silicona, recubrimientos, caucho y pulido mecánico químico.

1 La estructura especial de la sílice pirógena

El espectro infrarrojo muestra que hay una gran cantidad de grupos polares hidroxilo en la superficie de la sílice pirógena. Los principales tipos de grupos hidroxilo son: (. 1) ortohidroxilo: puede adsorber sustancias polares. Debido a la corta distancia, generalmente existe en forma de enlaces de hidrógeno. (2) Grupos hidroxilo libres: grupos hidroxilo libres e ininterrumpidos. (3) Grupo de silicona: existe principalmente en la superficie de la sílice deshidratada y no se elimina fácilmente cuando se calienta.

Estas estructuras especiales de las moléculas de sílice pirógena le confieren excelentes propiedades espesantes, de dispersión, tixotropía y mateantes.

Tecnología de producción de sílice pirógena

En la industria, la sílice pirógena generalmente utiliza tetracloruro de silicio o metiltriclorosilano como materia prima, y ​​luego en estado gasificado se produce quemando e hidrolizando a alta temperatura.

3 nuevas áreas de aplicación

3.1 Aplicación en la industria farmacéutica

La sílice pirogénica tiene una estructura amorfa y presenta buenas propiedades fisiológicas de inercia y adsorción, dispersión y. propiedades espesantes, por lo que es muy utilizado en la industria farmacéutica. Los investigadores médicos modernos han descubierto que agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena a medicamentos como la ranitidina y la pirenzepina cambiará su fluidez. En los medicamentos que contienen griseofulvina, agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena puede cambiar la velocidad de disolución, es decir, cambiar la dispersión y la capacidad de absorción del fármaco disuelto en agua; agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena a un polvo que contiene aspirina puede cambiar la velocidad de disolución; Propiedades antiestáticas de los medicamentos; agregar sílice pirógena a los medicamentos para la piel puede utilizar su alta capacidad de adsorción para adsorber microorganismos y parvovirus, y su capacidad de adsorción excede a los adsorbentes correspondientes utilizados en medicina. Al mismo tiempo, su hidrofilicidad puede utilizarse para eliminar edemas o reducir las secreciones cuando la herida está inflamada.

Se recubre una monocapa adecuada de material sobre la superficie de sílice pirógena y luego se dispersa en una solución coloidal de polivinilpirrolidona que contiene una variedad de células. Mediante la tecnología de centrifugación, las células deseadas se pueden separar rápidamente sin contaminarlas. Además, la sílice pirógena se puede utilizar como portador de ingredientes farmacéuticos activos, estabilizador de emulsiones y en la fabricación de tabletas, píldoras, supositorios, etc. Y puede mejorar la fluidez del polvo.

3.2 Aplicación en agricultura

En agricultura, el tratamiento de semillas con sílice mezclada con oligoelementos, reguladores de crecimiento y fertilizantes minerales puede proteger las semillas del daño mecánico y la humedad, mejorar la tasa de germinación de las semillas. , reduzca la cantidad de fertilizante, acorte el período de madurez y aumente el rendimiento de los cultivos.

En herbicidas como Eger/bensulfurón-metilo, pretilaclor/bensulfurón-metilo y otros herbicidas, la dispersión y adsorción de sílice pirógena puede garantizar una fuerte adsorción y eficacia a largo plazo de los herbicidas. Agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena a una mezcla de dinitroanilina y urea evita que la mezcla se aglomere.

El uso de sílice pirógena como portador y dispersante en insecticidas en polvo como el politiofeno y el foxim facilitará el almacenamiento, transporte y uso de pesticidas, evitará el uso de solventes orgánicos y reducirá la contaminación ambiental. mejorar y ampliar la eficacia de los medicamentos.

La sílice fundida también se puede utilizar como absorbente de contaminantes en el suelo.

3.3 Aplicación de tinta

En tintas industriales (de impresión), la sílice pirógena se suele utilizar como espesante de tintas. La sílice pirógena hidrófila se utiliza en tintas de impresión offset para termofijación, lo que puede acelerar la velocidad de secado de la tinta y reducir las manchas y la borrosidad de la tinta.

En tintas de impresión offset, el uso de sílice pirógena hidrofóbica puede reducir la absorción de agua de la tinta, eliminar la espuma y aumentar la profundidad de la tinta sin afectar el brillo de la superficie. En huecograbado, flexografía y impresión de seda, la sílice pirógena se utiliza para ajustar la viscosidad y evitar la sedimentación del pigmento.

La sílice pirógena también se puede utilizar para controlar el flujo y la fluidez de las tintas de imprenta para obtener impresiones nítidas. Se utiliza como dispersante y agente de control de flujo en cartuchos de tonificación para fotocopiadoras e impresoras láser.

3.4 Aplicación en las necesidades diarias

La película adhesiva especial para frutas y verduras añadida con sílice pirógena tiene un índice de control de atmósfera estable, una fuerte capacidad de ajuste bidireccional de O2 y CO2 y buena permeabilidad a la humedad. , e interno La ventaja de no ser propenso a la condensación. Las frutas y verduras se pueden almacenar durante mucho tiempo y tienen un buen efecto de conservación de la frescura.

En la producción de alcohol, añadir una pequeña cantidad de sílice pirógena puede clarificar la cerveza y prolongar su vida útil. En la producción de sacarosa, se utiliza sílice pirógena como agente antiespumante. La sílice pirógena se puede utilizar como vehículo y agente de control de flujo en los alimentos.

3.5 Aplicación en Plásticos

Además de reforzar los plásticos, la sílice pirógena tiene muchas otras propiedades. La buena transmisión de luz y las partículas finas de la sílice pirógena pueden hacer que los plásticos sean densos. Especialmente para películas plásticas translúcidas, agregar sílice pirógena no solo mejora la transparencia, resistencia y dureza de la película, sino que también mejora en gran medida el rendimiento a prueba de agua. Los experimentos muestran que la permeabilidad al agua de las membranas de PVC convencionales es 65438 ± 0,5 veces mayor que la de las membranas de PVC que contienen sílice pirógena. Esto muestra que el rendimiento impermeable de la membrana de PVC a la que se añade sílice pirógena mejora considerablemente. Esta película se puede utilizar como película plástica de alta calidad para fines especiales.

3.6 Otras aplicaciones

La adición de sílice pirógena en el procesamiento de tejidos de fibra de vinilo puede cambiar las propiedades del vinilo y desempeñar un papel mate. En las cintas audiovisuales se utiliza sílice pirógena como agente antiadherente. Como relleno en materiales de embalaje electrónicos, puede mejorar el rendimiento del material y reducir el tiempo de curado. En la industria de las bombillas, revestir la pared interior de la bombilla con una película de interferencia de sílice pirógena puede mejorar la eficiencia luminosa de la bombilla y prolongar su vida útil. Agregar sílice pirogénica tratada en la superficie al vidrio orgánico puede mejorar la resistencia del material a la radiación ultravioleta y la resistencia al impacto. En la industria de las baterías, la sílice pirógena se utiliza como separadores. En la industria de los catalizadores se utiliza sílice pirógena como soporte. En los materiales de relleno de los cables de fibra óptica, se puede utilizar sílice pirógena para espesamiento y tixotropía. Además, al utilizar las propiedades de aislamiento térmico de la sílice pirógena, se pueden preparar materiales de aislamiento térmico con un rendimiento superior.

4 Conclusión

En los últimos años, la aplicación de sílice en fase vapor en mi país ha mejorado mucho, pero todavía existe una brecha en comparación con el nivel avanzado internacional. La investigación de aplicaciones de la sílice en fase gaseosa debe acelerarse, avanzar hacia la funcionalización, la composición y la serialización, ampliar los campos de aplicación de la sílice en fase gaseosa y promover aún más el desarrollo de la industria de la sílice en fase gaseosa para adaptarse a las necesidades de la economía nacional en rápido desarrollo.