ไม่ว่าจะในชีวิตหรือในด้านต่างๆ, ก็จะมีชื่อไม่เหมือนกันเสมอไป, แต่รูปร่างก็คล้ายกัน, การใช้รายการเดียวกัน, เหมือนที่เราอยากพาคุณมารู้จักกับผงควอตซ์, สีขาวคาร์บอนแบล็คและนาโนซิลิกา, แม้ว่ารูปร่างหน้าตาจะคล้ายกันก็ตาม, แต่ไม่สามารถเท่ากันได้โดยตรง, ที่นี่ HSA จะพูดคุยกับคุณเกี่ยวกับความสัมพันธ์และความแตกต่างระหว่างผงควอตซ์, สีขาวคาร์บอนแบล็ค และนาโนซิลิกา คืออะไร ความแตกต่างคืออะไร?
แนวคิดพื้นฐาน
ผงควอตซ์
ผงควอตซ์เป็นผง micronized ที่ทำจากควอตซ์ธรรมชาติ (SiO2) หรือควอตซ์ผสม (SiO2 ที่ไม่มีรูปร่างหลังจากควอตซ์ธรรมชาติถูกหลอมและทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิสูง) ผ่านกระบวนการต่างๆ มากมาย เช่น การบด, การกัดลูกบอล (หรือสั่น, การบดการไหลของอากาศ), การลอยอยู่ในน้ำ, การทำให้บริสุทธิ์ด้วยกรด, และการบำบัดน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง.
ขาว คาร์บอนแบล็ค
สีขาวคาร์บอนแบล็คเป็นชื่อรวมของกรดซิลิซิกอสัณฐานและผลิตภัณฑ์ซิลิเกต, คล้ายกับคาร์บอนแบล็กในอุตสาหกรรมยาง, เรียกว่าซิลิกา, สูตรโมเลกุลคือ SiO2-nH2O, โดยที่ nH2O อยู่ในรูปของกลุ่มไฮดรอกซิลที่พื้นผิว, ลักษณะโดยทั่วไปจะเป็นสีขาว, เป็นของแข็งเม็ดอสัณฐานไม่มีกลิ่นและความเป็นพิษ.
นาโนซิลิกา
นาโนซิลิกาหมายถึงขนาดอนุภาคในระดับนาโนเมตร (น้อยกว่า 100 นาโนเมตร) ของอนุภาคซิลิกาที่ละเอียดเป็นพิเศษ. มันเป็นอสัณฐาน, สีขาว, ไม่มีกลิ่น, สารคล้ายผงปลอดสารพิษ, วัสดุนาโนที่มีการดูดซับกลุ่มไฮดรอกซิลสูตรน้ำบนพื้นผิว.
ไม่ว่าจะเป็นผงควอตซ์, สีขาวคาร์บอนแบล็คหรือนาโนซิลิกา, ส่วนประกอบหลักของสิ่งเหล่านี้ 3 คือ SiO2. ความแตกต่างก็คือซิลิกานั่นเอง, นอกจากซิลิกาที่ตกตะกอนแล้ว, ซิลิการมควันและซิลิกาเจลอัลตราไฟน์, ยังรวมถึงอะลูมิเนียมซิลิเกตแบบผงและแคลเซียมซิลิเกตด้วย, ฯลฯ. ในกรณีส่วนใหญ่, องค์ประกอบของมันสามารถแสดงเป็น SiO2-nH2O, โดยที่ nH2O อยู่ในรูปหมู่ไฮดรอกซิลของพื้นผิวซึ่งมีอยู่ในรูปหมู่ไฮดรอกซิลของพื้นผิว.
โครงสร้างสารเคมี
ผงควอตซ์
ซิลิคอนไดออกไซด์มีสองรูปแบบ: ผลึกและอสัณฐานที่ไม่ใช่ผลึก. จากแนวคิดของผงควอตซ์, เป็นคำทั่วไปสำหรับผงควอตซ์, ดังนั้นผงควอตซ์จึงมีทั้งสถานะผลึกและไม่ใช่ผลึก, และเป็นโครงสร้างตาข่ายสามมิติที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างพื้นฐานของซิลิกา - ออกซิเจนจัตุรมุข.
ขาว คาร์บอนแบล็ค
ไวท์คาร์บอนแบล็คเป็นอนุภาคซิลิกาอสัณฐานอสัณฐานที่มีโครงสร้างแตกแขนงที่แน่นอน. นอกจากนี้ยังมีโครงสร้างตาข่ายจัตุรมุขเชิงพื้นที่ที่ประกอบด้วยซิลิคอนและออกซิเจน, โดยมีออกซิเจนอยู่เหนือยอดจัตุรมุข และซิลิคอนอยู่ตรงกลางจัตุรมุข. ลักษณะของโครงสร้างนี้อยู่ที่ว่าออกซิเจนที่ปลายยอดและปลายอีกด้านหนึ่งหันหน้าเข้าหากัน, ทำให้ SiO2 เป็นกลางทางไฟฟ้า.
พื้นผิวของซิลิกามีหมู่ไฮดรอกซิลสามประเภทที่แตกต่างกัน:
- หมู่ไฮดรอกซิลกลุ่มหนึ่งคือหมู่ซิลิคอน-ออกซิเจนที่มีอยู่บนพื้นผิวของซิลิกาที่ถูกทำให้แห้ง, และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะกำจัดกลุ่มซิลิกอนออกซิเจน;
- กลุ่มไฮดรอกซิลอีกกลุ่มหนึ่งเนื่องจากมีอะตอม H ที่มีประจุบวก, ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายอย่างยิ่งที่จะเกิดพันธะไฮโดรเจนกับอะตอมที่มีประจุลบ, และเรียกว่าหมู่ไฮดรอกซิลที่แยกได้;
- มีหมู่ไฮดรอกซิลอีกประเภทหนึ่งที่มีผลการดูดซับอย่างรุนแรงต่อสารที่มีขั้วและสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนซึ่งกันและกันได้ กลุ่มไฮดรอกซิลที่อยู่ใกล้เคียงที่เกิดพันธะซึ่งกันและกัน.
นาโนซิลิกา
นาโนซิลิกาเป็นผงสีขาวอสัณฐานที่มีสถานะกึ่งอนุภาคตกตะกอนและเรียงตัวกันเป็นตาข่าย. โครงสร้างจุลภาคของมันเกือบจะเป็นทรงกลม, และมีพันธะตกค้างไม่อิ่มตัวและหมู่ไฮดรอกซิลที่มีสถานะพันธะต่างกันบนพื้นผิวของอนุภาค, และสถานะโมเลกุลของมันคือโครงสร้างลูกโซ่สามมิติ.
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
ผงควอตซ์
(1) คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี: เนื่องจากผงควอตซ์มีความบริสุทธิ์สูง, ปริมาณสิ่งเจือปนต่ำ, ประสิทธิภาพที่มั่นคงและคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม, ผลิตภัณฑ์ที่บ่มมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีและมีคุณสมบัติป้องกันอาร์ค.
(2) สามารถลดอุณหภูมิสูงสุดของปฏิกิริยาการบ่มอีพอกซีเรซินได้, ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและอัตราการหดตัวของผลิตภัณฑ์ที่บ่มแล้ว, จึงช่วยขจัดความเครียดภายในของผลิตภัณฑ์ที่บ่มและป้องกันการแตกร้าว.
(3) ป้องกันการกัดกร่อน: ผงควอตซ์ไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ และไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรดและด่างส่วนใหญ่, และอนุภาคของมันปกคลุมพื้นผิวของวัตถุอย่างเท่าเทียมกัน, ซึ่งมีความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนได้ดี.
(4) การไล่ระดับอนุภาคมีความสมเหตุสมผล, ซึ่งสามารถลดและกำจัดปรากฏการณ์การตกตะกอนและการแยกตัวเมื่อใช้งาน; สามารถเพิ่มแรงดึงและแรงอัดของวัสดุที่บ่มได้, ปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ, และเพิ่มการนำความร้อนของวัสดุที่บ่มและเพิ่มประสิทธิภาพในการหน่วงไฟ.
(5) ผงควอตซ์ที่บำบัดด้วยสารเชื่อมต่อไซเลนมีความสามารถในการเปียกกับเรซินประเภทต่างๆ ได้ดี, ประสิทธิภาพการดูดซับที่ดี, ผสมง่าย, ไม่มีการเกาะตัวเป็นก้อน.
(6) ผงควอตซ์เป็นสารตัวเติม, เพิ่มลงในเรซินอินทรีย์, ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์รักษาให้หายขาด, แต่ยังช่วยลดต้นทุนสินค้า.
ขาว คาร์บอนแบล็ค
สีขาวคาร์บอนแบล็คเป็นวัสดุที่มีรูพรุน, มีความเสถียรทางเคมี, ไม่ติดไฟ, ทนต่ออุณหภูมิสูง, รสจืด, ไม่มีกลิ่น, ฉนวนไฟฟ้าที่ดี, รูปแบบการรวมตัวและโครงสร้างจุลภาคคล้ายกับคาร์บอนแบล็ค. สีขาวคาร์บอนแบล็คมีการใช้งานที่หลากหลาย, และสามารถใช้เป็นสารเสริมแรงให้กับผลิตภัณฑ์ยางได้, สารช่วยกระจายตัว, ผู้ให้บริการ, ฯลฯ.
นาโนซิลิกา
นาโนซิลิกาไม่เป็นพิษ, รสจืด, วัสดุอนินทรีย์อโลหะสีขาวที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษที่มีขนาดอนุภาคเล็ก (0-100นาโนเมตร). มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่, อัลตราไวโอเลต, อินฟราเรด, แสงที่มองเห็นได้มีคุณสมบัติสะท้อนแสงได้ดี, ผลกระทบด้านปริมาตรและผลกระทบจากอุโมงค์ควอนตัมของนาโนซิลิกาเพื่อสร้างความสามารถในการซึมผ่าน, และสารประกอบโมเลกุลอินทรีย์เพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายเชิงพื้นที่, จึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุโพลีเมอร์ได้อย่างมาก, ความเหนียว, ความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานต่อความชรา, ฯลฯ.
| ตัวชี้วัดทางเทคนิคบางประการของนาโนซิลิกา | ||||||
| ขนาดอนุภาค | ความหนาแน่น | พื้นที่ผิวเฉพาะ | การนำความร้อน | ความเร็วของเสียง | แตะความหนาแน่น | เนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์ |
| /นาโนเมตร | /กรัม·ซม-3 | /ตารางเมตร·ก-4 | W·(ม·เค-1) | /นางสาว-1 | /กรัม·ม-3 | /% |
| 15-20 | 0.128-0.141 | 559-685 | 0.01 | <100 | <0.15 | Cl＜0.028 โลหะทั่วไป＜0.01 |
การจำแนกประเภทผลิตภัณฑ์
ผงควอตซ์
ผงควอตซ์สามารถแบ่งได้เป็นผงควอตซ์ทั่วไป (พีจี), ผงควอตซ์เกรดไฟฟ้า (ดีจี), ผงควอตซ์เกรดอิเล็กทรอนิกส์ (เจจี); ตามรูปร่างของอนุภาค, แบ่งออกเป็นผงควอตซ์เชิงมุมและผงควอตซ์ทรงกลม; ในหมู่พวกเขา, ผงควอตซ์ที่ได้จากการบดแร่ควอตซ์หรือซิลิกาโดยตรงเรียกว่าผงผลึกควอตซ์, และผงควอตซ์ที่ได้จากการบดซิลิกาหลอมละลายเรียกว่าผงควอตซ์หลอมรวม (อาร์จี); เช่นเดียวกับผงควอตซ์คาร์บอนไดออกไซด์สีขาวที่มีข้อกำหนดกระบวนการผลิตที่เข้มงวดอย่างยิ่ง. ผงควอตซ์เรียกว่าผงไมโครไนซ์คาร์บอนไดออกไซด์สีขาว.
ผงควอตซ์ที่กล่าวมาข้างต้นเรียกว่าผงควอตซ์ที่ใช้งานอยู่ทั่วไป (พีจีเอช), ผงควอตซ์แอคทีฟเกรดไฟฟ้า (ดีจีเอช), ผงควอตซ์แอคทีฟผลึกเกรดอิเล็กทรอนิกส์ (เจจีเอช), ผงควอตซ์แอคทีฟผสมเกรดอิเล็กทรอนิกส์ (อาร์จีเอช) และผงควอตซ์ทรงกลมหลังจากการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์.
ขาว คาร์บอนแบล็ค
สีขาวคาร์บอนแบล็คถูกแบ่งออกเป็นซิลิกาที่ตกตะกอน, ซิลิการมควัน, ซิลิกาแร่อโลหะและซิลิกาแกรมนาเซียสตามวิธีการเตรียม.
นาโนซิลิกา
นาโนซิลิกาแบ่งออกเป็นนาโนซิลิกาทางกายภาพและเคมีตามวิธีการเตรียม. ในหมู่พวกเขา, วิธีการทางเคมีแบ่งออกเป็นวิธีปฏิกิริยาไอเคมี, วิธีการตกตะกอน, วิธีโซลเจล, วิธีไมโครอิมัลชันและวิธีปฏิกิริยาเฟสของแข็ง.
พื้นที่ใช้งาน
ผงควอตซ์
(1) อิเล็กทรอนิกส์: เป็นผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น บล็อกวงจรรวม, อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์, ฟิลเลอร์วัสดุปิดผนึกพลาสติก.
(2) ไฟฟ้า: เป็นสารตัวเติมสำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า, หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า, หม้อแปลงชนิดแห้งและอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงอื่นๆ.
(3) กระจก: เป็นวัสดุหลักของใยแก้ว, ใช้ในการผลิตใยแก้วธรรมดาไร้ด่างและใยแก้วสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์.
(4) ยาง: ยางซิลิโคนและฟิลเลอร์พลาสติก.
(5) ทาสีและเคลือบ: เป็นสารเติมแต่งสำหรับการเคลือบ.
(6) เซรามิกส์: เอื้อต่อการเผาโฟมเซรามิก, และปฏิกิริยาผงไมโครอลูมินาที่อุณหภูมิต่ำกว่าสามารถสร้างเฟสคริสตัลมัลไลท์ได้.
ขาว คาร์บอนแบล็ค
(1) ยาง: การเชื่อมขวางในยาง, เป็นตัวแทนเสริมแรง.
(2) สามารถใช้เป็นสารเพิ่มความหนาได้, ตัวแทน thixotropic, สารช่วยกระจายตัว, สารควบคุมการไหลและสารป้องกันการจม, สามารถทำให้การเตรียมมีสีสันและเพิ่มความโปร่งใสได้.
(3) พลาสติก: สามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุได้, และปรับปรุงความต้านทานต่อน้ำและความต้านทานต่อความชราได้อย่างเห็นได้ชัด.
(4) เกษตรกรรม: สามารถใช้เป็นพาหะในอุดมคติสำหรับยาและยาฆ่าแมลง; มันสามารถดูดซับยาฆ่าแมลงยาฆ่าแมลงจำนวนมากในยาฆ่าแมลง.
(5) สิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน: ในการทายาสีฟัน, สีขาวคาร์บอนแบล็คมีความเข้ากันได้ดีและคุณสมบัติทางกายภาพ, บาร์ซิลิกาเป็นยาสีฟันขัดสามารถทำความสะอาดฟันและลบจุด.
(6) การทำกระดาษ: สามารถปรับปรุงความขาวของกระดาษได้, ทำให้คุณภาพของกระดาษเบาลง, และเหมาะกับการพิมพ์ด้วยความเร็วสูง.
นาโนซิลิกอนไดออกไซด์
(1) ยาง: ปรับปรุงความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์, คุณสมบัติต้านทานการสึกหรอและต่อต้านริ้วรอย.
(2) พลาสติก: สามารถทำให้พลาสติกมีความหนาแน่นมากขึ้นได้; ปรับปรุงความต้านทานต่อความชราและความต้านทานต่อสารเคมีของวัสดุ.
(3) การเคลือบผิว: ความแข็งแรงของฟิล์มเคลือบและการยึดเกาะผนังดีขึ้นอย่างมาก, ความแข็งของฟิล์มเคลือบเพิ่มขึ้นอย่างมาก, และความสามารถในการทำความสะอาดพื้นผิวก็ดีขึ้นเช่นกัน.
(4) ทางการแพทย์, วัสดุก่อสร้าง, เครื่องใช้ในบ้าน: สามารถทำหน้าที่เป็นพาหะในการเตรียมไบโอไซด์ได้.
(5) ออปติคัล: เนื่องจากวัสดุไฟเบอร์ออปติกชนิดใหม่สามารถลดการสูญเสียพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
(6) ตัวเร่งปฏิกิริยา: เนื่องจากมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และมีความเสถียรทางเคมี, มักใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา.
(7) เซนเซอร์: เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี, สามารถใช้เป็นสารตั้งต้นรองรับเพื่อสร้างเซ็นเซอร์ตรวจติดตามทางชีวภาพเพื่อระบุตัวตนเฉพาะได้.
(8) กระจก: ปรับปรุงความต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรด.
(9) เซรามิกส์: สามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของวัสดุได้.
(10) อิเล็กทรอนิกส์: อยู่ในขั้นตอนการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์, มันมีบทบาทในการทำให้แข็งแกร่งขึ้น, ความหนาแน่นและปรับปรุงความแข็งแรง.
ความสัมพันธ์และความแตกต่าง
ผ่านทางข้างต้น, จะเห็นได้ว่าผงควอตซ์, สีขาวคาร์บอนแบล็คและนาโนซิลิกามีแนวคิดพื้นฐานที่แตกต่างกัน, แต่ยังคงมีความสัมพันธ์บางอย่างอยู่, ดังนี้.
- ส่วนประกอบหลักของทั้งสามคือ SiO2, ยกเว้นว่าในกรณีส่วนใหญ่องค์ประกอบของซิลิกาสามารถแสดงเป็น SiO2-nH2O ได้, โดยที่ nH2O อยู่ในรูปของกลุ่มไฮดรอกซิลที่พื้นผิว.
- ในแง่ของโครงสร้างอะตอม, ทั้งสามมีโครงสร้างจัตุรมุขของซิลิกาและออกซิเจน, แต่ในแง่ของโครงสร้างจุลภาค, มีหมู่ไฮดรอกซิลอยู่สามประเภทที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของซิลิกา.
- ในด้านคุณสมบัติ, ทั้งสามมีลักษณะไม่มีสี, ไม่มีกลิ่น, พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่, ฉนวนและความมั่นคง.
- ในแง่ของการสมัคร, ทั้งสามชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในยาง.
