Comment calculer la surface spécifique de la silice fumée
Quelle est la surface spécifique de la silice fumée ?
La surface spécifique de la silice fumée est une mesure de la surface totale disponible par unité de poids du matériau. Elle est exprimée en unités de mètres carrés par gramme (m²/g) et représente la surface externe et interne des particules.
La surface spécifique de la silice fumée affecte ses performances dans ces applications. Par exemple, une surface plus élevée peut conduire à des effets de renforcement plus importants dans les polymères ou à une meilleure adsorption en chromatographie. Par conséquent, mesurer et contrôler la surface spécifique est important pour le contrôle qualité et le développement de produits dans ces industries.
Comment la surface spécifique de la silice fumée est-elle mesurée ?
Le processus
- Mettez 30 milligrammes de HIFULL HL-200 (silice fumée hydrophile) dans le tube d’échantillon.
- Placez les échantillons dans l’analyseur de surface, entrez le poids
- Cliquez sur le bouton d’adsorption pour commencer
- L’analyseur de surface déterminera la capacité d’adsorption monocouche par la méthode BET et calculera la surface spécifique
- Les résultats des trois échantillons sont 203,896 m² par gramme, 206,602 m²/g et 204,326 m²/g. Tous sont proches de 200m²/g.
Q : Quelle est la surface spécifique du BET ?
La surface spécifique BET est une mesure de la surface spécifique d’un matériau par unité de masse, déterminée à l’aide de la méthode Brunauer-Emmett-Teller (BET). Il est généralement indiqué en unités de mètres carrés par gramme (m²/g).
Une faible valeur de surface spécifique BET indique que le matériau a une surface par unité de masse relativement petite, ce qui signifie qu’il a moins de sites disponibles pour que des réactions chimiques ou des interactions physiques se produisent. Cela peut avoir un impact sur les performances du matériau dans diverses applications, comme dans les catalyseurs, où une surface spécifique élevée est souhaitable pour augmenter le nombre de sites actifs pour les réactions catalytiques.
En général, une surface spécifique BET élevée est souvent associée à une réactivité ou une capacité d’adsorption accrue, tandis qu’une surface spécifique BET faible peut indiquer une réactivité ou une capacité d’adsorption réduite. Cependant, l’importance de la valeur de la surface spécifique dépendra de l’application et du matériau spécifique évalué.
Facteurs affectant la surface spécifique (silice fumée)
La silice fumée est produite par pyrolyse du tétrachlorure de silicium dans une flamme d’hydrogène et d’air (Lire la suite : Différence entre la silice fumée et la silice précipitée). Les facteurs affectant la surface spécifique (SSA) de la silice fumée comprennent :
- Taille des particules : Le SSA de la silice fumée augmente à mesure que la taille des particules diminue. Les particules de silice fumée ont généralement un diamètre compris entre 5 et 50 nm.
- Agglomération : L’agglomération de particules de silice fumée peut réduire la SSA. Les agglomérats peuvent être décomposés par des moyens mécaniques, tels que le broyage ou le broyage, pour augmenter la SSA.
- La surface du matériau précurseur : La SSA de la silice fumée est affectée par la surface du matériau précurseur. Une surface spécifique plus élevée du matériau précurseur entraîne une SSA plus élevée de silice fumée.
- Température : La température lors de la synthèse de la silice fumée peut affecter son SSA. Des températures plus élevées peuvent entraîner des particules de plus grande taille et une SSA plus faible.
- Temps de séjour : Le temps de séjour du matériau précurseur dans la flamme peut également affecter le SSA de la silice fumée. Des temps de séjour plus longs peuvent entraîner des tailles de particules plus grandes et une SSA plus faible.
- Débit de gaz : Le débit de gaz lors de la synthèse de silice fumée peut affecter son SSA. Des débits de gaz plus élevés peuvent entraîner des tailles de particules plus petites et une SSA plus élevée.
- pH : Le pH du matériau précurseur peut affecter le SSA de la silice fumée. Des valeurs de pH plus faibles peuvent entraîner des particules de plus grande taille et une SSA plus faible.
Dans l’ensemble, la surface spécifique de la silice fumée est affectée par une série de facteurs qui influencent la taille, la forme et les propriétés de surface des particules.
Comment la silice fumée est-elle utilisée en fonction de sa surface spécifique ?
Le SSA de la silice fumée affecte ses propriétés telles que la réactivité, le comportement rhéologique et la capacité d’adsorption. Voici quelques exemples d’utilisation de la silice fumée en fonction de son SSA :
Contrôle de la rhéologie : la silice fumée est largement utilisée comme modificateur de rhéologie dans diverses applications telles que les revêtements, les adhésifs et les mastics. Le SSA de la silice fumée affecte sa capacité à contrôler la viscosité et les propriétés d’écoulement du matériau. La silice fumée à haute teneur en SSA est généralement utilisée pour les formulations plus épaisses et plus visqueuses, tandis que la silice fumée à faible SSA est utilisée pour les formulations plus fines et plus fluides.
Renfort dans les élastomères : La silice fumée est utilisée comme charge renforçante dans les élastomères comme le caoutchouc de silicone. Le SSA élevé de la silice fumée entraîne une forte interaction charge-polymère, qui peut améliorer les propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction et à la déchirure.
Support de catalyseur : La silice fumée est utilisée comme matériau de support pour les catalyseurs en raison de sa surface spécifique élevée, qui fournit un grand nombre de sites actifs pour les réactions catalytiques. La silice fumée à haute teneur en SSA est généralement utilisée pour cette application afin de maximiser le nombre de sites actifs disponibles.
Adsorbant : La silice fumée est utilisée comme adsorbant dans diverses applications telles que la chromatographie et la séparation des gaz. Le SSA de la silice fumée affecte sa capacité d’adsorption, la silice fumée à SSA plus élevée ayant une plus grande capacité d’adsorption.
Cosmétiques : La silice fumée est utilisée dans les cosmétiques comme épaississant et modificateur de viscosité. Le SSA de la silice fumée affecte sa capacité à contrôler la viscosité et la texture du produit cosmétique, la silice fumée à un SSA plus élevé étant utilisée pour des formulations plus épaisses.
La silice fumée SSA joue un rôle essentiel dans la détermination de ses performances dans diverses applications (Lire la suite : Les autres applications de la silice fumée). Comprendre la relation entre la SSA et les propriétés souhaitées du produit final est essentiel pour choisir la qualité de silice fumée la plus adaptée à une application particulière.
Pourquoi la mesure de la surface spécifique est-elle importante pour la silice fumée ?
La mesure de la surface spécifique (SSA) de la silice fumée est importante pour plusieurs raisons :
- Contrôle qualité : Le SSA de la silice fumée est un paramètre de contrôle qualité important car il est étroitement lié à ses propriétés telles que la réactivité, la capacité d’adsorption et le comportement rhéologique. La mesure du SSA garantit que la silice fumée répond aux spécifications requises pour une application particulière.
- Optimisation du processus : le SSA de la silice fumée est affecté par les variables du processus de synthèse telles que la température, le temps de séjour et le débit de gaz. La mesure du SSA peut aider à optimiser le processus de synthèse pour obtenir le SSA souhaité pour une application particulière.
- Prédiction des performances : le SSA de la silice fumée peut être utilisé pour prédire ses performances dans diverses applications. Par exemple, la silice fumée à haute teneur en SSA devrait avoir une capacité d’adsorption et une réactivité plus élevées, tandis que la silice fumée à faible teneur en SSA peut être préférée pour ses propriétés rhéologiques.
- Comparaison de différents produits de silice fumée : La mesure du SSA permet une comparaison directe de la surface de différents produits de silice fumée. Ceci est particulièrement important pour les applications où une surface spécifique élevée est critique, comme dans les catalyseurs ou les adsorbants.
Silice fumée hydrophile SSA et spécifications couramment utilisées
| HIFULL Silice fumée hydrophile | Unité | HL-150 | HL-200 | HL-300 | HL-380 | HL-150W | HL-200W |
| Surface spécifique (BET) | m2/g | 150±15 | 200±20 | 300±25 | 380±30 | 150±10 | 200±15 |
| Valeur pH en dispersion à 4 % | 3.9～4.5 | 3.9～4.5 | 3.7～4.5 | 3.7～4.5 | 3.9～4.5 | 3.9～4.5 | |
| Perte au séchage*2 heures à 105 ℃ | % | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.5 | ＜1 | ＜1.5 |
| Perte au feu*2 heures à 1 000 ℃ | % | ≤2.0 | ≤2.0 | ≤2.5 | ≤2.5 | ＜2.0 | ＜2.0 |
| Densité tassée | g/dm³ | 30～60 | 30～60 | 30～60 | 30～60 | 30～60 | 30～60 |
| Teneur en Sio2* Basé sur un matériau enflammé | % | ≥99.8 | ≥99.8 | ≥99.8 | ≥99.8 | ≥99.8 | ≥99.8 |
| Résidus de tamis (45 μm) | mg/kg | ≤250 | ≤250 | ≤250 | ≤250 | ≤300 | ＜300 |
*Enregistrements : les produits de silice fumée HIFULL obtiennent des enregistrements REACH et un pré-enregistrement K-REACH & KKDIK
HIFULL fabrique plus de 10 qualités de silice fumée hydrophile et hydrophobe pour votre choix spécial. Pour les TDS, MSDS ou tests d’échantillons, les devis, veuillez consulter la fiche technique ou nous laisser un message.
