이산화규소SiO2실리콘 고무, 박막, 전자 포장 재료 등 시스템 성능에 결정적인 영향을 미치는 경우가 많습니다.
화학식은 SiO2이지만 생산 공정에 따라 형태와 가치가 크게 달라집니다. 엔지니어링의 일반적인 내용은 다음과 같습니다.
1. 기체상 실리카 분말
어떻게 생겼습니까? 할로겐화 규소(예: 사염화 규소)는 수소 산소 화염에서 섭씨 1000도 이상에서 연소됩니다.
미세한 형태: 매우 푹신하고 둥근 공이 아닌, 나뭇가지(3차원 사슬 가지)처럼 서로 연결된 응집성 물질로, 거대한 비표면적을 가지고 있습니다.
특징: 매우 가볍고, 매우 미세하며(나노미터 수준), 매우 쉽게 비행할 수 있으며, 높은 가격
필수 기능: 구조 지배적 필러
2. 침전 실리카
출처: 규산나트륨(물유리)과 산이 화학반응하여 수용액에 침전됩니다.
특징: 저렴한 비용, 강력한 조정성
필수 기능: 비용 효율적인 구동형 기능성 필러
3. 구형 용융 실리카 미세 분말 (반도체 산업에서 널리 사용됨)
출처 : 고순도 석영분말을 고온의 화염으로 녹여 표면장력을 이용하여 완벽한 구형으로 변화시킨 후 냉각시키는 과정
특징: 뛰어난 유동성, 극도로 낮은 열팽창계수(CTE), 극도로 무서운 전기 절연성.
필수 기능: 형태 중심의 고급 필러
적용 측면에서 기체상 실리카와 침강 실리카의 차이점은 시스템 성능을 조절하는 서로 다른 메커니즘에 있습니다. 기체상 실리카는 농축 및 요변성과 같은 유변학적 제어를 달성하기 위해 지능형 3차원 네트워크 구조를 구축하는 데 탁월합니다. 실리카의 침전법은 다공성 구조와 표면 활성을 통해 강화, 지지 등의 기능성 충전재를 제공하는 데 중점을 두고 있습니다.
아래에서는 각각의 장점을 보다 직관적으로 보여주기 위해 다양한 응용 분야의 주요 성능 데이터를 비교했습니다.
| 애플리케이션 | 비교 효과 |
기상 실리카 |
침강 실리카 |
| 실리콘 고무 보강 |
강화효과 |
매우 강력하며 실리콘 고무의 강도를 5-10배 증가시킬 수 있습니다. |
강화효과는 좋으나 일반적으로 기상제품에 비해 낮음 |
| 코팅의 유변학적 제어 |
농축 및 요변성 |
우수합니다. 2%를 첨가하면 저전단 점도가 460cP에서 12600cP로 상승하고 요변성 값이 최대 4.53에 도달할 수 있습니다. |
증점 효과는 있으나 요변성 및 처짐 방지 특성은 일반적으로 기상 방법에 비해 열등합니다. |
| 타이어 및 고무 |
회전 저항 |
우수한 보강 성능 |
고성능 침강공법을 적용한 타이어의 구름저항지수는 일반 카본블랙에 비해 20~30% 정도 감소시킬 수 있습니다. |
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내마모성 |
내마모성을 대폭 향상시킬 수 있습니다. |
대폭 개선되어 타이어 마모율을 15~20% 줄일 수 있습니다. |
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습지 그립 |
습지 그립력을 크게 향상시킬 수 있습니다. |
효과적인 개선으로 습지 접지력을 9% 이상 높일 수 있습니다. |
| 특수 기능적 응용 |
액체-분말 캐리어 |
매우 높은 오일 운반 능력, 자체 무게의 최대 1.5배까지 액체 약물을 흡착할 수 있음, 더 나은 분말 흐름성 및 충전 특성 |
오일 담지 능력이 상대적으로 낮고, 고화된 분말의 유동성이 기상법에 비해 좋지 않음 |
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치약 마찰제 |
거의 사용되지 않음 |
적당한 RDA 마찰 값(100-150)과 수분 흡수(>50ml/20g)를 갖춘 코어 애플리케이션은 법랑질을 손상시키지 않고 치아를 효과적으로 청소할 수 있습니다. |
이러한 데이터의 차이는 두 재료의 서로 다른 "배경"에 의해 결정됩니다.
기체 실리카는 "유동학의 대가"입니다. 기본 입자 크기는 나노미터 범위에서 매우 작고, 순도는 매우 높으며, 표면 특성을 통해 비극성 시스템에서 강력한 수소 결합 네트워크를 빠르게 형성할 수 있습니다. 따라서 고급 페인트 처짐 방지, 접착 방지 침강, 실리콘 고무 강화 등과 같이 유체 거동의 정밀한 제어가 필요한 시나리오에서는 대체할 수 없는 선택입니다.
침전법 실리카는 "기능성 충전제의 왕"입니다. 높은 비용 성능 비율(기상 방법 비용의 약 1/5 ~ 1/3)을 가지며 합성 공정을 조정하여 비표면적, 흡유량, 기공 크기 및 기타 매개변수를 유연하게 변경하여 다양한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 따라서 타이어, 신발 밑창, 치약, 사료 등 비용에 민감하고 수요가 다양한 대량 산업용 제품에서 시장 점유율이 90% 이상을 차지하고 있습니다.
