Аэросил применение в строительстве

Аэросил – диоксид кремния

Физико-химические свойства аэросила (диоксида кремния)

Аэросил (от латинского слова — Aerosilum), оксилы (от латинского слова — Oxylum) кремния диоксид, Silica colloidalis anhydrica (Ph. Eur.), Colloidal silicon dioxide (USP), Colloidal anhydrous silica (BP), Silica (CAS № 7631-86-9) — аморфный диоксид кремния безводный, относится к группе синтетических активных высокодисперсных минеральных наполнителей. В фармации аэросил (диоксид кремния) используется как вспомогательное вещество, стабилизатор, гелеобразователь, адсорбент, улучшает текучесть таблетированных, мазевых, гелевых и других смесей. Иногда диоксид кремния используется как активный фармакологичекий ингридиент (обладает бактерицидными свойствами, детоксикант, сорбент).

Получают диоксид кремния путем гидролиза паров кремния тетрахлорида в пламени водорода при температуре> 1000 ° С (1100-1400 ° С). Полученный продукт — белый, аморфный, непористый, индифферентный порошок распыляется, содержит 99,3% SiO2; имеет высокую дисперсность (диаметр частиц 4-40 мкм, имеют сферическую или почти сферическую форму), удельная адсорбционная поверхность составляет 50-450 м2/г; насыпной объем приблизительно 50 г/л, плотность — 2,36 г/см3; рН водной суспензии — 4,0; показатель преломления n20D = 1,46. Аэросил не растворяется в воде, кислотах и разбавленных щелочах. При концентрации аэросила в воде в количестве 10-12% образуется маловязкая текучая суспензия, при 17% — полужесткая масса, при 20% — крупчатая, которая при растирании превращается в гомогенную мазеобразный массу. В связи с большим сродством к воде аеросил относят к гидрофильным веществам. Зато диоксид кремния (аэросил) марки R972 имеет гидрофобные свойства.

Существует несколько торговых марок аэросила (диоксида кремния), которые различаются в основном по величине удельной поверхности, степенью гидрофильности или гидрофобности, а также наличием других веществ-наполнителей. Согласно определению номенклатурной комиссии аморфный диоксид кремния получил название оксида. В Украине химико-металлургическим комбинатом по лицензии фирмы «Degussa» производятся немодифицированный стандартный аэросил марок 175; 300 380 с гидрофильной поверхностью; метилаэросил АМ-1/175 и АМ-1/300, модифицированный диметилдихлорсиланом; эфироорганоаэросил марок АДЕГ-175 и АДЕГ-300, модифицированных этиленгликолем и диэтиленгликолем, и АМ-2, модифицированный аминоспиртами. В США производят модифицированный аэросил — органосил и кебосил (фирма «Cabot»), в России — бутосил, аэросил-К, который составляет сочетание 85% диоксида кремния и 15% крахмала, аэросил марки СОК-84, который является коагулянтом 85% диоксида кремния и 14% оксида аммония. В Германии фирма «Degussa» производит гидратированные марки аэросила, содержащих связанную воду (дуросил, вулкасин, сифлокс, ультрасил и др.), которые отличаются содержанием SiO2, диаметром частиц, плотностью и свойствами), аэросил в виде суспензий (К-314, содержит 14% А., К-328, содержит 28% А.). В Японии производится микросил и носил, во Франции — франсил, в Англии — маносил. Для косметики может производиться в виде пасты. Недавно аэросил внесен в фармакопеи различных стран (Венгрии, Дании, Австрии и др.). В США диоксид кремния (аэросил) разрешен также как добавка к пищевым продуктам в количестве 2%.

Аэросил относят к теории «чистых» веществ, которые высвобождают активные ингредиенты без затраты энергии. Электронно-микроскопические исследования показали, что каждая основная частица аэросила состоит из четырех отдельных слоев (рисунок). Ядро этой частицы является трехмерным полимером из элементов SiO2. Имея на поверхности частиц Силан Si-OН и силоксановые Si-O-Si группы, аэросил способен за счет водородных связей создавать узороподобный каркас, позволяющий ограничивать температурное расширение загущенной жидкости. Силоксановые и силановые группы в аэросиле являются функциональными, а связь кремний — кислород характеризуется высокой прочностью (достигает 372,5 Дж / моль), что объясняется его полярностью, благодаря которой ковалентная связь приближается к ионной связи.

Таблица – Основные свойства диоксида кремния (аэросила)

Структура аэросила (сегмент основного участка)	Описание	Реакция на повышение температуры
Несвязанная вода	Освобождается при 105 °С
Связанная вода	Освобождается при 105–200 °С
Группы SiOН на поверхности кремнезема	Превращается в силоксановые группы при ≥200 °С2SiOН = Si–O–Si + Н2О
Ядро кремнезема	Тпл 1700 °С

Рисунок. Структура пространственной сетки аэросила в гидрогеле

Силаноловые группы распределены неравномерно. Различают поверхностные силановые группы, которые могут быть свободными или соединенными водородными мостиками, и силанола группы внутри молекулы, которых также могут быть соединены между собой водородными мостиками. В результате создается разветвленная объемная структура, в результате чего аэросил относят к неорганическим полимерам. Силоксановые группы имеют гидрофобные свойства, они стабильны (ОН силaноловои группы отщепляются при температуре> 300 ° С), обусловливают кислую реакцию; имеют гидроксильные группы как на поверхности, так и внутри молекулы аэросила. При равномерном распределении каждый второй атом кремния имеет гидроксильную группу на поверхности.

Это и обуславливает три вида взаимодействия аэросила: физическую адсорбцию, химическую адсорбцию (образование водородных мостиков группами силанола с водой, спиртами, кислотами и другими веществами) и химические реакции на поверхности молекулы. Так, группы силанола взаимодействуют со спиртами, образуя эфиры.

Аэросил (диоксид кремния) имеет хорошие сорбционные свойства, поглощает от 15 до 60% различных жидкостей в зависимости от их природы, не меняя внешнего вида и сыпучести порошка. Первый слой воды абсорбируется аэросилом за счет создания водородных мостиков (химическая адсорбция), а последующие слои — за счет физической адсорбции. Физически адсорбированная вода высвобождается при температуре 25-150 ° С, тогда как химически адсорбированная — при 800 ° С.

Аэросил, который используется для производства лекарств, должен иметь высокую чистоту. В таблице 1 приведен химический состав различных торговых марок аэросила, которые могут иметь определенные примеси, образующиеся при производственных процессах, например, следы соляной кислоты, которая вызывает рН 4% водной суспензии полимера (3,6-4,3). Итак, аэросил (диоксид кремния) ведет себя как слабая кислота.

Таблица 1 — Химический состав различных марок аэросила (в пересчете на сухое вещество, по М.М. Астраханову)

Полезно знать

© VetConsult+, 2015. Все права защищены. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии ссылки на ресурс. При копировании либо частичном использовании материалов со страниц сайта обязательно размещать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку, расположенную в подзаголовке или в первом абзаце статьи.

Источник

аэросилы описание

Содержание, %	Марки аэросила, состав, %
	200; 300; 380	0	СОК84	R972	Комбинированный
SiO2	>99,87	>99,8	82–86	>98,3	85
Al2O2

	Колоидные диоксиды кремния
	обзор продукта	описание характеристики плюсы использования
	Синонимы:	Пирогенный кремнезем, Аэросил колоидный диоксид кремния

Коллоидный диоксид кремния, получивший в Советском Союзе общее наименование «Аэросил», по марке производителя, широко используется в композитных материалах на полимерной основе, силиконовой резине, покрытиях, упаковочных материалах для электронного нанесения, гелиевых батареях, керамике, пластмассе, стеклопластиках, герметиках, бумаге, пищевых продуктах , косметике , смолах, гелиевых покрытиях, механических полировочных машинах и других отраслях промышленности. Материал выполняет функции упрочнения, сгущения, тиксотропности, предотвращает осаждения и слипания.

На сегодня крупнотонажно выпускаться применимы следующие марки аэросила. (для перехода к описанию продукта кликните по названию)

Ниже приведена таблица со сводными характеристиками и областями применения продуктов.

Потеря массы при высушивании

(сушка при 105° С в течение 2 ч)

Потеря при прокаливамии

(сжигание прн 1000 0 С в течение 2 ч, рассчитано на основе продуктов после сушки при 105° С в течение 2 ч)

Содержание диоксида кремния

(рассчитано на основе продуктов после сжигания)

Плотность после утряски

(рассчитано на основе продуктов после сушки нрн 105° С в течение 2 ч)

Жидкая силиконовая резн на,Силиконовая резина,полиуретан, Поли сульфидный каучук.Офсетная печать,наркотики,косметнческнй, м азьж |*>ювый,Теню юоляцн он ный чате риал

К’лей, силиконовый каучук, жидкий снлнкопрвый ка\ч\к, плагпполь, различные черннльнке покрытия, з\оная nricta, таблетки, лекарственный порошок, дназокопнровал£ная о\ча1 а, пеногаентель, тиксогропная смол* смола гелевого покрытия, атомарный пепел

Натуральный / синтетический каучук, пластифицированный / органе золь, материал кабеля, краска с высоким содержанием цинка, алкнлная краска, акрил

Термоактнвная силиконовая рожна. плас1нфиин|юванная/ органозольная, iio.ih (фирман краска, порошковое покрытие, трафаретная / офсетная печать

Гидрофобный коллоидный кремнезем (вода н этанол смешиваются в соотношении 1: 1)

Комнатная температура вулканизации (RTV) силиконовой резины

Чернила, лаки для электроники заполнитель фиксатор для электросхем

Жидкая силиконовая резина, термоотверждаемая силиконовая резина, полиэфирная краска, порошковое покрытие, пеногаситель

Жидкая силиконовая резина, термоотвержденная силиконовая резина, полиэфирная краска, порошковое покрытие, пеногаситель

Тонер, силиконовая резина, пеногаентель, клей, герметнк

Тонер, силиконовая резина, пеногаентель, клей, герметнк

Эпоксидные смолы, клеи, смазки и кабельные гели, порошковые покрытия

Кле комнатной температуры, клеи, герметики, покрытия, краски, порошковые нокрьпнн

Клеи комнатной температуры, клеи, герметики, покрытия, краски, порошковые покрьпня

Применение в герметиках и клеях.

С превосходными армирующими, загущающими и тиксотропными свойствами коллоидный диоксид кремния (аэросил) может предотвратить подтекание клея и герметика во время хранения и отверждения, а также улучшить прочность на разрыв и на скрепления. Когда аэросил равномерно диспергируется в системе адгезива и герметика, он может образовывать сеть мостков диоксида кремния, и мостки образуют водородные связи с полимером через поверхностные силанольные группы, так что текучесть системы ограничена, а вязкость системы увеличивается, таким образом, коллоидный диоксид кремния играет роль упрочнения. Когда происходит выдавливание клея , разрывается водородная связь и кремнеземная сетка, уменьшается вязкость матрицы, что позволяет плавно наносить клеи и герметики; как только движение клея прекращается, сеть диоксида кремния и водородные связи вновь сформированы, тогда можно эффективно предотвратить растекание в процессе отверждения.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200 НВ-132, НВ-135, НВ-151, НВ-152

Применение в силиконовой резине.

При применении в силиконовой резине добавление аэросила дает превосходные результаты по предотвращению растекания конечного продукта при отверждении не зависимо от температуры и повышению электрического сопротивления конечного продукта. Коллоидный диоксид кремния является идеальным усиливающим агентом для силиконовой резины. Его механизм действия: гидроксильная группа кремния (Si-OH) на поверхности коллоидного диоксида кремния может образовывать физическую или химическую связь с макромолекулами силиконовой резины. Молекулярный адсорбционный слой силиконовой резины, образованный на поверхности диоксида кремния, представляет собой трехмерную сетевую структуру частиц и молекулы силиконовой резины, которая может эффективно ограничивать деформацию молекулярной цепи силиконовой резины, чтобы достичь эффекта усиления (аримрования). Физические свойства (прочность на растяжение и прочность на разрыв) силиконовой резины после добавления коллоидного диоксида кремния значительно улучшаются, что повышает качество силикона.

Кроме прочего введение аэросила препятствует пенообразованию после вулканизации.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200, HL-300, HL-380 НВ-612, НВ-620, НВ-630, НВ-132, НВ-135

Применение в масляной краске и покрытии.

Коллоидный диоксид кремния широко используется в качестве реологической добавки в масляных красках и покрытиях на их основе. Эффективно предотвращает расслаивание красок, осаждение пигментов и наполнителей. Улучшает устойчивость к атмосферным воздействиям, устойчивость к царапинам и прочность сцепления между покрытием и подложкой.

1.Добавление коллоидного диоксида кремния в краску для стен может эффективно предотвратить отслоение краски, пред

отвращает образование подтеков, значительно повышает устойчивость к чистке и увеличивает время выцветание наружного слоя пигмента. Улучшает прочность покрытия, а также увеличивает способность самоочищения поверхности.

2. Добавление коллоидного диоксида кремния на поверхность порошкового покрытия, образует подвижный слой, который создает «шариковый» эффект и предотвращает поглощение влаги слоями порошкового покрытия, что улучшает его текучесть.

3. Коллоидный диоксид кремния в основном играет роль реологического контроля в краске для полов. Он улучшает устойчивость к атмосферным воздействиям и царапинам, а также выравнивает покрытие.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-300, HL-380 НВ-151, НВ-152

Применение в типографской краске.

В печатных красках с термопечатью гидрофильный коллоидный диоксид кремния может ускорить скорость высыхания чернил, уменьшить их загрязнение и размытие. В офсетной печати гидрофобный коллоидный диоксид кремния может уменьшить влагопоглощение чернил, устранить пену и улучшить глубину цвета чернил, не влияя на их поверхностный блеск. В глубокой, флексографической и шелковой печати коллоидный диоксид кремния регулирует вязкость и предотвращает осаждение пигмента. Коллоидный диоксид кремния также может использоваться для того, чтобы контролировать подачу чернил принтера для четкой печати, а также используется в качестве диспергатора и агента регулирования потока в тонере патрона для копировальных машин и лазерных принтеров.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-200 НВ-615, НВ-151, НВ-152

Применение в совремменных шинах.

В шинной промышленности коллоидный диоксид кремния может значительно улучшить физико-механические свойства резиновой смеси, уменьшить сопротивление завальцовки автошины, и может значительно улучшить показатель безопасности при скользкой погоде. Добавление диоксида кремния в состав протектора может улучшить трение между молекулами резины, эффективно уменьшить потери энергии и сопротивление качанию, что экономит расход топлива автомобиля. Белый цвет аэросила также может заложить основу для производства шин с новыми цветами.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-200 НВ-139, НВ-151, НВ-152

Применение в теплоизоляционных материалах.

Теплоизоляционные материалы из коллоидного диоксида кремния являются важными разновидностями неорганических теплоизоляционных материалов и широко используются благодаря

их превосходным свойствам. С помощью своего особенного процесса приго

товления и уникальной трехмерной структуры, коллоидный диоксид кремния облада

ет малым размером х частиц (нано-степени), больиой удельной поверхн

остью, высокой пористостью, хорошей термической стабильностью, и в теплоизоляционных материалах обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью и отличной теплоизоляцией.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-300 НВ-151, НВ-152 29 HIFULL

Применение в волоконной промышленности.

Использование пасты для наполнения в оптических кабелях и волокнах (масляной пасты, пасты для холодного наполнения и т.д.) может сыграть роль гидроизоляции и буферизации, а также улучшить стабильность передачи. Коллоидный диоксид кремния является идеальным утолщенным тиксотропным агентом в заполняющей пасте. Механизм

действия состоит в том, что заполняющая паста может храниться в гомогенном состоянии, при использовании под действием силы сдвига вязкость быстро снижается до текучего состояния и легко заполняется в волоконно-оптической оболочке и оболочке кабеля. После того, как заполнение завершено и напряжение сдвига снимается, заполняющая паста возвращается к стабильному келоидному состоянию и играет роль водонепроницаемости и буферизации.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200, HL-300 НВ-139

Применение е ненасыщенных смолах.

Добавление небольшого количества коллоидного диоксида кремния к ненасыщенной смоле придает системе превосходную прозрачность, превосходные физические свойства и улучшает качество получаемых продуктов. В смоле, поставляемой в виде геля, добавление коллоидного диоксида кремния улучшает тиксотропность, так что смола будет иметь хорошую прочность на растяжение, сопротивление изгибам, воде и жаре, таким образом продлевать срок службы покрытия. В смоле тиксотропного изменения добавление коллоидного диоксида кремния улучшает тиксотропные свойства, уменьшает усадку при высыхании В золе может использоваться как антикраторный агент, с превосходными тиксотропными свойствами.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200, HL-300, HL-380 НВ-620, НВ-630, НВ-139

Применение в пищевой промышленности.

В порошковой пище коллоидный диоксид кремния в основном используется в качестве анти-агломерата и добавки повышающей сыпучесть. В процессе хранения, транспортировки из-за изменения температуры, увеличения влажности или штабелирования между упаковками и т. д. порошковые пищевые продукты склонны к агломерации и прилипанию, что влияет на качество и срок годности продукты.

Из за маленького размера частиц, большой удельной поверхности и пористой поверхности, коллоидный диоксид кремния обладает сильной адсорбцией и гигроскопичностью. В порошковой пище коллоидный диоксид кремния действует путем обертывания частиц пищи. Частицы пищевого продукта отделяются друг от друга, что предотвращает адгезию, и пища сохраняется в оптимальном свободно текучем состоянии, обеспечивая противослеживающий агент для достижения эффекта против слеживания. А также коллоидный диоксид кремния поглощает влагу из воздуха вокруг пищи через бесчисленные внутренние поры, предотвращая образование влаги во время хранения.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200

Применение аэросилов в фармацевтике.

Из за маленького размера частиц, большой удельной поверхности и п

ористого внешнего вида,

коллоидный диоксид кремния имеет исключительные физико-

химические свойства, так что он обладает высокой адсорбционной способностью и высокой биологической и химической стойкостью. Добавление коллоидного диоксида кремния в лекарственное средство используется как антислеживательа, наполнителя лекарственного средства и вспомогательного вещества для продления срока годности лекарственного средства. Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200

Применение в косметике.

В лаке для ногтей стабильная трехмерная сетчатая структура и хорошая диспергируемость коллоидного диоксида кремния могут предотвратить осаждение пигмента и обеспечить равномерное распределение пигмента. В солнцезащитных кремах коллоидный диоксид кремния также широко используется с помощью его сильной способности отражать УФ-излучение, хорошей стабильности, неорганического компонента с высокой химической стабильностью с другими компонентами в составе.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200 НВ-151,НВ-152

Применение в пестицидах.

Во время транспортировки и хранения химических удобрений слипание часто вызывается такими факторами, как изменения температуры, и повышенная влажность, что влияет на эффективность химических удобрений и качество продукции. Добавление коллоидного диоксида кремния к химическим удобрениям из за сильной адсорбции и гигроскопичности, предотвращает слипание, облегчая транспортировку и хранение химических удобрений и предотвращая его намокание. В то же время коллоидный диоксид обладает превосходной химической стабильностью, так что он может оставаться неизменным в течение длительного времени и гарантировать длительную эффективность пестицидов даже под дождем и солнечными лучами.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-200,HL-300 НВ-151,НВ-152

Применение в удобрениях.

В процессе транспортировки и хранения удобрения часто слеживаються, из-за изменения температуры, увеличения влажности, экструзии и других факторов, которые влияют на эффективность и качество удобрений. К химическим удобрениям добавление коллоидного диоксида кремния может оказывать антислипающий эффект из за его сильной адсорбции и гигроскопичности, облегчая транспортировку и хранение удобрений и предотвращая их от влаги.

Рекомендуемые марки аэросилов: HL-1S0 НВ-612,НВ-615

Применение в кормах.

Коллоидный диоксид кремния обладает сильными адсорбционными и влагопоглощающими свойствами, благодаря небольшому размеру частиц, большой удельной поверхности и уникальной трехмерной сетчатой структуре. В кормовой промышленности минеральные премиксы, витаминные премиксы и другие порошкообразные добавки не могут свободно ссыпаться, но добавление коллоидного диоксида кремния в качестве вспомогательного средства для рассыпчатости может значительно снизить тенденцию к слеживанию, что позволяет кормить животных кормами в сыпучем состоянии, повышая эффективность производства и качество продукции. Рекомендуемые марки аэросилов: HL-150, HL-200

Источник