5.2 Осажденный (гидратированный) аморфный диоксид кремния и силикагель

Осажденный диоксид кремния представляет собой порошок с частицами коллоидных размеров, получаемый в результате химических реакций, протекающих в водной среде. Наименьшие размеры частиц – около 0,002мкм. Силикагель представляет собой порошкообразный диоксид кремния, состоящий из пористых частиц размером 2 – 25 мкм, образующихся в результате силиката натрия с минеральными кислотами. Удельная поверхность осажденного диоксида кремния и силикагеля равна соответственно 143 м²/г и 175 – 800 м²/г. Эксплуатационные свойства полимерных материалов на их основе существенно зависят от размера частиц и их геометрии, а также от содержания в них примесей. Использование осажденного диоксида кремния и силикагеля в определенной степени ограничивается их достаточно высокой стоимостью.

Основные свойства. Силикагель – это аморфный диоксид кремния, получаемый по реакции силиката натрия с минеральной кислотой, например серной. После выделения из раствора – это ультратонкие сферические частицы (рисунок 5.4).

Готовый силикагель характеризуется малым содержанием примесей, высокой пористостью и инертностью к химическим средам. Важнейшими контролируемыми параметрами силикагеля являются рН создаваемой им среды, размеры и объем пор, а также размеры самих частиц. Обработка внутренних и внешних поверхностей частиц позволяет получать наполнители специального назначения.

Рисунок 5.4 – Микрофотография пирогенического диоксида кремния низкой

плотности, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа,

увеличение 26000.

Свойства промышленных продуктов на основе диоксида кремния представлены в таблице 5.1

Применение. Вводимые в термопласты добавки силикагеля препятствуют слипанию листовых и пленочных материалов, облегчают диспергирование пигментов, регулируют реологические свойства, обеспечивают избирательную адсорбцию и удаление влаги, регулируют адгезию между покрытиями и т.д.

Таблица 5.1 - Свойства осажденного диоксида кремния и силикагеля.

Показатели	Осажденный диоксид кремния	Силикагель
Удельная поверхность, м2/г	143	175 - 800
Размер частиц, мкм	0,002	20 – 25,0
Показатели преломления	1,46	1,46
Плотность, кг/ м3	2050	2100
рН	7,0	2,0 – 8,0
Химическая стойкость	Стоек к щелочам	Стоек к щелочам
Поглощение, г/100 г дибутилфталата	164	-
масла	-	50 - 310

Использование осажденного диоксида кремния в качестве наполнителя в композициях на основе феноло-формальдегидных смол, используемых в производстве тормозных прокладок, способствует повышению их стойкости против теплового старения и сопротивления истиранию.

5.3 Измельченный кварцит (кварцевая мука)

Промышленность выпускает наполнители на основе измельченного кварцита с низким содержанием примесей в виде порошков (кварцевой муки) со средними размерами частиц от 5 до 150 мкм. Их обычно получают из чистого кварцевого песка или кварцитного песчаника, состоящего из сферических частиц кварцита, соединенных между собой аморфным кремнеземом.

Основные свойства. Обширные месторождения кварцевого песка и кварцитного песчаника имеются во многих регионах мира. Примерно 9,7% от общего объема производства технических продуктов на их основе используется в качестве наполнителей полимерных материалов, главным образом пластиков и полимерных покрытий. Твердость измельченного кварцита достаточно высока и составляет 7 по шкале Мооса, что обусловливает ускоренный износ технологического оборудования.

Свойства кварцевой муки представлены в таблице 5.2.

Применение. При высоких степенях наполнения кварцевая мука повышает твердость и хрупкость термопластов (например, материалов на основе полиамидов).

Введение измельченного кварцита в Отверждающиеся композиции снижает усадку при формовании, повышает стабильность размеров деталей, улучшает электроизоляционные свойства и теплопроводность.

Таблица 5.2 - Свойства кварцевой муки.

Показатели	Номер торговой марки Min – U - Sil
	5	10	15	30
Удельная поверхность, м2/г	2,06	1,1	0,84	0,54
Средний размер частиц, мкм	1,9	3,5	4,0	8,8
Д исперсность по Хегману (ASTM D1210)	7,5	7,0	6,5	5,0-5,5
Насыщенная плотность, кг/м3	653	735	831	1011
Кажущаяся насыпная плотность, кг/ м3	651	717	829	1008
Маслопоглощение по Гриднеру и Колеману (ASTM D281), г/100 г наполнителя	39,5	36,2	31,5	26,9
Содержание влаги, % не более	0,05	0,05	0,05	0,05