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硅膠的用途有哪些
最近更新時間：2014-9-18
提 供 商：東莞市浩榮塑膠貿易行資料大小：15KB
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硅膠的多孔性以及廣闊的孔分布范圍,且表面覆蓋有大量的硅烷醇基的性質決定其用途的廣泛性。
硅膠是具有三維空間網狀結構的二氧化硅干凝膠,屬多孔性固體物質,孔分布范圍廣,具有很大的比表面,表面覆蓋有大量的硅烷醇基因〔三Si-OH),具有一定的活性。使它成為干燥劑、吸附劑、催化劑及催化劑載體等,被廣泛應用于工業生產。
用于干燥劑
1、由于硅膠孔特性的不同決定了它作為干燥劑的性能不同。細孔膠由于孔徑小,孔容小,比表面積大,在低濕度條件下的吸附量大于粗孔膠。而粗孔膠的孔徑大,孔容大,比表面積小,在高濕度條件下的吸附量大于細孔膠。所以細孔膠適用于低濕度條件下的干燥。如用于壓縮空氣的干燥,粗孔膠則適用于較高濕度條件下的干燥,如用于化工原料氣的脫水。換句話說,細孔膠的干燥深度要比粗孔膠大(但是在濕度太小,溫度太高的條件下,即使是細孔膠也幾乎失去了干燥能力這是則要選用分子篩或其它干燥劑干燥)。這也就說明了在干燥包裝過程中,環境溫度高,濕度也不算高的情況下,細孔膠的水分較粗孔膠的水分容易超標的道理。這里特別需要明確的是硅膠在吸附水分的過程中,容易炸裂,堵塞輸氣管道,使儀表失靈,影響生產,遇水不裂硅膠的應用,基本上解決了這個問題。在干燥過程中,為了指示硅膠的吸濕程度,摻入藍膠指示劑,通過指示劑的顏色變化來指示其吸濕程度,還可粗略判斷環境相對濕度。其實,藍膠指示劑也是一種細孔膠,它的吸附量要比對應細孔膠小,而變色范圍也小,另外,一定量的細孔膠的比表面積大于粗孔膠的比表面積,這也是造成細孔膠的吸附性有別于粗孔膠吸附性的不同的一個重要原因。
2、用于變壓吸附這是利用其特殊的孔結構(即孔分布范圍小),推密度的細孔膠在較高壓力下選擇性吸附CO2在較低壓力或真空時解吸的原理,經過周期性的壓力變化,達到分離、凈化、回收的目的。
3、用于催化劑硅膠結構中,水以羥基形式和硅原子相連形成硅烷醇基(即三Si-OH)而覆蓋于硅膠表面,酸性較弱,有一定的選擇性與穩定性,對某些反應亦有催化作用,主要用于有機合成反應,如甲烷和硫生成二硫化碳,環氧乙烷異構化生成乙醛,三聚氰胺氣相合成等。用作催化劑的硅膠,對其顆粒的大小、形狀、孔結構及在反應器中的堆積方式,都有一定的要求,因為它直接影響一個反應系統的物理過程。硅膠顆粒大小不同所提供的催化活性外表面不同,而孔結構決定了內部孔壁所提供的催化活性內表面,高孔隙率的硅膠可提供大量的內表面,同時,孔隙大小還影響反應物分子進出難易(多選用孔徑較大的硅膠)。硅膠顆粒的大小、形狀和堆積方式還決定催化床層中空隙大小及分布,后者將影響流體流動時所受的阻力。例三聚氰胺在用尿素常壓氣相催化合成法生產時,以氨氣為載氣,以粗孔球形硅膠為催化劑,粒度為40～120目,采用流化反應床。
4、用于催化劑載體載體是催化劑活性組分的分散劑、粘合劑及支承物。硅膠恰具備催化劑載體所應有的特性。
a.分散作用多相催化是一種界面現象,因此要求催化劑活性組分具有足夠的表面積,這樣就須提高其分散度,使其處于微米級或原子級的分散狀態。載體可以使活性組分分散到一定分散度并保持其穩定,但并非所有催化劑的比表面愈高愈好,對于部分氧化反應,高分散度會導致副反應增加(為此,硅膠用作載體時,多選用粗孔或大孔性硅膠)。一般而言。低比活性(單位表面積的活性)組分應用高比表面的載體,高比活性的活性組分則應根據反應系統的特性(反應系統的熱負荷,反應的選擇性等)選擇適宜的比表面載體。而硅膠是一種多孔性物質,比表面、孔容的變化范圍大,提供各種催化劑選擇較合適孔結構的余地非常廣泛。
b.穩定劑作用對于強放熱反應,催化劑表面溫度相當高,采用熱穩定性好,比表面積高的硅膠載體,可增加散熱面積,利于傳熱過程,提高催化劑的熱穩定性。同時,可將活性組分微晶阻隔開來,防止微晶在高溫條件下轉移,以至使活性組分的微晶發生半熔或再結晶。
c.支承作用可以利用載體賦于固體催化劑以一定的形狀和大小,使之符合工業上應器中流體力學條件的需要,載體使催化劑具有一定機械程度是十分必要的,否則在使用中破碎會導致阻力增大,流體分布不均等,使反應難于進行。硅膠具有三維網狀結構,強度好,活性組分主要分布在硅膠內孔中,在用流化床的反應過程中,硅膠載體是催化劑顆粒之間,粒子與器壁、檔板、旋風除塵器之間摩擦作用產生的力的主要承擔者。
d.稀釋劑作用對于高活性的活性組分,若用硅膠載體時,同樣可起到稀釋作用,降低催化劑的活性,以保證熱平衡,且保證了催化劑的活性、選擇性,并節省了活性組分用量,降低了成本。
5、以硅膠為原料,生產高附價值的,性強的硅膠新品系。
a.以粗孔膠為原料,粉碎提純、粒度分級,通過一定工藝條件可制得液相色譜固定相硅膠和用于分離、分析的薄層層析硅膠與柱層層析硅膠。
b.以粗孔、細孔膠為原料,粉碎后和硅溶膠粘接造粒形成遇水不裂膠,作為硅膠,分子篩的前期緩沖干燥劑等。
c.細孔膠浸染氯化鈷后,用作干燥劑的指示劑。
d.粗孔微球硅膠、特細微球膠通過浸漬活性組分制成催化劑。
e.微粉硅膠經過表面處理制得薄膜抗粘劑、增稠劑、清光劑等。
硅膠產品的用途與其工藝特性緊緊相連。性硅膠是未來硅膠市場的需要。主要利用硅膠的孔特性及由此產生的吸附性。因此,研究硅膠的工藝特性具有非常重要的現實意義。