सिलिका, एक हैकृत्रिम रूप से उत्पादित, सिलिकॉन डाइऑक्साइड का अनाकार रूप(रासायनिक सूत्र: SiO₂·nH₂O). यह न तो कार्बन है और न ही काले रंग का है, बल्कि aसफ़ेद, गैर -विषाक्त, गंधहीन, अनाकार महीन पाउडर.
नाम "सफेद कार्बन काला"इससे आता हैमजबूत सुदृढ़ीकरण प्रदर्शन. कुछ अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से रबर उद्योग में, यह आंशिक रूप से या पूरी तरह से पारंपरिक कार्बन ब्लैक की जगह ले सकता है, जबकि इसका रंग सफेद होता है, इसलिए इसे यह नाम दिया गया है।
1. उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र:
कण बहुत बड़े सतह क्षेत्र के साथ आंतरिक रूप से छिद्रपूर्ण होते हैं, जो उत्कृष्ट सोखना, सुदृढीकरण और फैलाव गुणों का आधार बनाते हैं।
2. उच्च फैलावशीलता:
सतह के उपचार के बाद, इसे कई प्रणालियों में समान रूप से फैलाया जा सकता है।
3. रासायनिक स्थिरता:
उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी, गैर {{0}दहनशील, अम्लीय-प्रतिरोधी (हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को छोड़कर), और अच्छा विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करता है।
4. गाढ़ापन और थिक्सोट्रॉपी:
तरल प्रणालियों में एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाता है, जो अच्छा गाढ़ापन और थिक्सोट्रोपिक व्यवहार (आराम पर मोटा, कतरनी के नीचे पतला) प्रदान करता है।
5. सुदृढीकरण प्रभाव:
रबर और इलास्टोमर्स के यांत्रिक गुणों, जैसे तन्य शक्ति, आंसू शक्ति और घर्षण प्रतिरोध में महत्वपूर्ण रूप से सुधार होता है।
1. फ्यूमेड (पाइरोजेनिक) प्रक्रिया:
- हाइड्रोजन{{1}ऑक्सीजन लौ में सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड के उच्च तापमान हाइड्रोलिसिस द्वारा निर्मित।
- अत्यधिक उच्च शुद्धता (SiO₂ > 99.8%), बहुत छोटे कण आकार (नैनो-स्केल), और उत्कृष्ट सुदृढ़ीकरण प्रदर्शन; के रूप में जाना जाता हैधूमिल सिलिका.
- उच्च लागत; मुख्य रूप से सिलिकॉन रबर, कोटिंग्स और चिपकने वाले जैसे उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
2. वर्षा प्रक्रिया:
- क्वार्ट्ज रेत और सोडा ऐश का उपयोग सोडियम सिलिकेट (पानी का गिलास) बनाने के लिए किया जाता है, जो फिर एसिड (आमतौर पर सल्फ्यूरिक एसिड) के साथ प्रतिक्रिया करता है। अवक्षेप को धोया जाता है, सुखाया जाता है और पीसा जाता है।
- विशिष्ट सतह क्षेत्र और सुदृढीकरण धूमिल सिलिका की तुलना में थोड़ा कम है, लेकिन लागत बहुत कम है।
- यह कुल अवक्षेपित सिलिका उत्पादन का बड़ा हिस्सा है और इसका व्यापक रूप से रबर, प्लास्टिक, टूथपेस्ट, चारा और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।
1. रबर उद्योग (सबसे बड़ा अनुप्रयोग):
- हरे टायर:सबसे महत्वपूर्ण सफल अनुप्रयोग. जब टायर ट्रेड यौगिकों में जोड़ा जाता है, तो अवक्षेपित सिलिका गीली पकड़ और घर्षण प्रतिरोध में सुधार करते हुए रोलिंग प्रतिरोध और ईंधन की खपत को काफी कम कर देता है। सिलेन कपलिंग एजेंटों के साथ उपयोग करने पर प्रदर्शन और बढ़ जाता है।
- जूतों के तले:पहनने के प्रतिरोध, फिसलन प्रतिरोध और लचीलेपन में सुधार करता है।
- अन्य रबर उत्पाद:जैसे होसेस, सील और कन्वेयर बेल्ट, जहां इसका उपयोग सुदृढ़ीकरण भराव के रूप में किया जाता है।
2. सिलिकॉन रबर:
- फ्यूमेड सिलिका सिलिकॉन रबर के लिए एक अपूरणीय सुदृढ़ीकरण सामग्री है, जो इसकी ताकत को दर्जनों गुना बढ़ाने में सक्षम है।
3. दैनिक रासायनिक उत्पाद:
- टूथपेस्ट:प्राथमिक अपघर्षक और गाढ़ा करने वाले के रूप में कार्य करता है, दांतों के इनेमल को नुकसान पहुंचाए बिना प्लाक को धीरे से हटाता है।
- प्रसाधन सामग्री:एक अवशोषक, रोगन और सनस्क्रीन एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, नैनो -TiO₂ या ZnO के वाहक के रूप में)।
4. खाद्य एवं चारा उद्योग:
- पाउडर वाले खाद्य पदार्थों (जैसे दूध पाउडर, कॉफी क्रीमर और सीज़निंग) और फ़ीड को नमी के अवशोषण और जमने से रोकने के लिए एंटी-केकिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।
5. कोटिंग्स, स्याही और चिपकने वाले:
- थिक्सोट्रोपिक एजेंट और एंटीसेटलिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है, भंडारण के दौरान वर्णक अवसादन और अनुप्रयोग के दौरान सैगिंग को रोकता है।
6. अन्य क्षेत्र:
- कृषि रसायन:प्रवाह क्षमता में सुधार के लिए वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है।
- कागज़ बनाना:फिलर और मैटिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।
- फार्मास्यूटिकल्स:औषधि वाहक और विघटनकारी के रूप में उपयोग किया जाता है।
- पर्यावरण संरक्षण:अपशिष्ट जल उपचार में अवशोषक के रूप में उपयोग किया जाता है।
- हरित विकास:
ऊर्जा संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण पर बढ़ते वैश्विक जोर के साथ, हरे टायरों की बढ़ती स्वीकार्यता अवक्षेपित सिलिका, विशेष रूप से अत्यधिक फैलाव वाले ग्रेड के लिए बाजार की वृद्धि को जारी रखेगी।
- क्रियाशीलता:
सतह संशोधन और अन्य प्रौद्योगिकियों के माध्यम से, उच्च तकनीकी क्षेत्रों में अनुप्रयोगों का विस्तार करने के लिए विशेष सिलिका उत्पाद (उदाहरण के लिए, हाइड्रोफोबिक, उच्च {{2} सोखना, उच्च {{3} पारदर्शिता प्रकार) विकसित किए जा रहे हैं।
- नैनो-पैमाने पर विकास:
नैनो-स्केल फ्यूमेड सिलिका का मिश्रित सामग्री, इलेक्ट्रॉनिक्स, सूचना प्रौद्योगिकी और बायोमेडिसिन जैसे उन्नत क्षेत्रों में गहरा अनुप्रयोग देखा जा रहा है।
अवक्षेपित सिलिका अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक उच्च प्रदर्शन, बहुक्रियाशील सिलिका सामग्री है। टूथपेस्ट और टायर जैसे रोजमर्रा के उत्पादों से लेकर उच्च अंत सिलिकॉन रबर और उन्नत कंपोजिट तक, यह एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है और इसे अक्सर आधुनिक उद्योग और दैनिक में एक आवश्यक "औद्योगिक मोनोसोडियम ग्लूटामेट" माना जाता है।