二氧化硅物理化学性质

熔 点：1610 °C
沸 点：>100 °C
折 射 率：n20/D 1.544
密度：2.6克/毫升
沉淀二氧化硅俗称白炭黑，又称水合硅酸、轻质二氧化硅，化学表达式一般写成mSiO2·nH2O,外观为白色高度分散的无定形粉末，也有加工成颗粒状作为商品的。比重为2.319～2.653，不溶于水及绝大多数酸，在空气中吸收水分后会成为聚集的细粒。能溶于苛性钠和氢氟酸。对其它化学药品稳定，耐高温不分解，不燃烧。具有很高的电绝缘性，多孔性，内表面积大，有吸水性，无毒。  

二氧化硅特点

粘结、抗粘连、抗结块、凝聚、控制释放、载体、助流、提高打印效果、机械作用、热塑性塑料特殊助剂、补强、流变控制、增白。经表面改性处理的憎水性白炭黑易溶于油内，用于橡胶和塑料等作为补强填充剂，都会使其产品的机械强度和抗撕指标显著提高。由于制造方法不同，白炭黑的物化性质、微观结构均会有一定差异，故其应用领域和应用效果也不同。
经表面改性处理的憎水性白炭黑易溶于油内，用于橡胶和塑料等作为补强填充剂，都会使其产品的机械强度和抗撕指标显著提高。由于制造方法不同，白炭黑的物化性质、微观结构均会有一定差异，故其应用领域和应用效果也不同。
1、 优良的光学性质。方石英的折射率1.47，更接近PE、PP及一些树脂的折射率。混合后不遮盖颜料本身的色彩，而用其它填料填充则会使颜料的色彩变浅，失真。
2、 消光性，在高档油漆中用来降低漆膜表面光光的镜面反射性，形成粗糙面而达到消光作用。
3、 方石英高的散射性、好的消光效果、高白度、低密度、色泽光亮。方石英的具体结构有助光反射，可取代玻璃微珠作反光油漆，既可增强防滑性，又可提高油漆的反光性。方石英的白度达92~95，在涂料、油漆中使用，可取代部分钛白粉，降低配方所需的费用，适用作汽车底漆及各种涂料、油漆的填料。
4、 抗腐蚀、耐刻划、耐擦洗，耐高温。
5、 不含有机物污染，金属含量极低，低的电导率。可增强涂料的抗紫外线能力，并具有良好的绝缘性，适合电子产品的封装填充。
6、 优良的抗热震性，方石英受热220-240℃左右时，发生一定程度的热膨胀，正好补偿环氧树脂、石膏等在此温度下固化反应时的收缩，使浇注基本不变形。这一特性特别适合于尼龙浇注、环氧浇注料、灌封胶及精密铸造的应用，在尼龙及所有树脂体系中，加入改性后的方石英可以降低树脂在冷却过程中的收缩比。
7、方石英在粘接剂中的应用
方石英吸油值低，基本无棱角，粘度相对白炭
黑低，耐候性比白炭黑强（白炭黑为碱性），粘接效果好（方石英表面发毛），抗剥离强度好，拉脱强度高，表面电阻高，改性后可成为可以与环氧树脂等树脂体系更好的结合，消除气泡及沉降。在配方过程中可以加入合适比例的硅藻土，来更好的提高粘接性。
硅微粉节理面多，有明显棱角，不易粘接。高岭土为六方片状，烧后发红，且节理多（不易粘接）。
8、改性后的方石英粉通常被当作一种抗结块材料，用于透明PP和PE、LDPE、 LLPDE, 薄膜生产中，由于方石英有着同等的折光指数，对于大多数聚烯烃薄膜，这种添加剂对薄膜的光学性能几乎没有影响。其它特殊的应用包括超薄薄膜和双挤压薄膜，这时需要超细等级的方石英粉 。 600目方石英粉通常被用作温室薄膜中的IR吸收材料。
9、方石英粉具有表面能高、 表面亲水疏油、 极易团聚的特点 ,难以在非极性或弱极性的油漆中均匀分散 ,因此必须对方石英超细粉体进行表面改性 ,使方石英粒子表面包覆上一层有机物(如偶联剂、 表面活性剂等) ,使其由疏油亲水变为疏水亲油 ,这样不仅增强了放石英粉与基体的相容性和结合力 ,还提高了方石英的分散性。

二氧化硅产品用途

沉淀二氧化硅的用途很广，且不同产品具有不同的用途。用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料。
沉淀法白炭黑（普通级）:产品与橡胶及各种助剂配伍性优良，分散性很好，白点及黑点杂质少，适用于各种鞋底、传输带、普通橡胶件、轮胎等
沉淀法白炭黑（硅橡胶级）:本产品是制造硅橡胶用超细白炭黑的母料，又分高比表和低比表两种型号，高比表面积，应用于高温硫化硅橡胶（如：按键、透明硅橡胶件、耐高低温高压密封圈等）；低比表面积，应用于室温胶（如：玻璃胶、密封胶等）
沉淀法白炭黑（消防级）:本产品适用于消防ABC和BC等干粉灭剂，改性后，能够防止沉降、结块，压出性能较好
沉淀法白炭黑（胶辊级）:本产品比表面积可做到205到235，能赋与胶辊制品比较的硬度，达到90-95邵尔，是各种工业胶辊（碾米胶辊、印刷胶辊、传输胶辊、特殊胶辊等）优良的填充补强剂
沉淀法白炭黑（农药级）:本产品是作为干粉农药的载体，和农约组料有着良好的配伍性，有着非常细小的孔容吸收农药组份，从而能够保证较长的药效释放
沉淀法白炭黑（颗粒环保型）:本产品为颗粒环保型产品，粉体经过造粒机压粒成型，防止粉尘飞扬，用在轮胎中能够有效地分散开来，主要用于子午线和工业载重轮胎中
沉淀白炭黑是橡胶补强广泛使用的材料，一般说来，由于沉淀白炭黑（超细的、表面处理的例外）补强效果还不及炭黑好，故属半补强填充材料。因此要根据使用场合决定代替炭黑的百分数。沉淀白炭黑用于橡胶制品有汽车、翻斗车、卡车、拖拉机、叉车、自行车等的内外胎，工业用皮带、胶管、衬垫、胶板、粮食加工用脱谷胶辊，以及胶鞋等各种橡胶工业制品中都或多或少地要用到白炭黑。在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命。据原西德一家公司轮胎配方研究试验结果表明，若能增配10～20份白炭黑就可以改善胶接性和抗撕裂性，使轮胎行驶里程提高，同时还能增强轮胎对路面的抓着力，以利于安全行车。我国轮胎行驶里程低于国际水平，不使用白炭黑是原因之一。此外，由于炭黑发热量大，国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑。目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。
白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性，如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑。在两层塑料薄膜之间往往不易分开，装袋时袋口很难打开，则白炭黑就是很顶用的开口剂。当聚氯乙烯作家庭地板材料时，如若加入了一定的白炭黑，则可改进产品硬度、弹性、热变性等性能。
白炭黑做纸张的上胶剂，可提高纸张的白度和不透明度，改进印刷性、耐油性、耐磨性、手感性和光泽性。用于晒图纸，可使纸表面质量好、油墨稳定、背面无裂隙；用于叠氮纸中，可生产出优质兰图纸；用于铜板纸中可代替钛白；特别是用于新闻纸，加入1～2%的白炭黑，可使纸的重量减轻10%，不仅纸薄，而且能提高强度，除能防止油墨渗透，使印刷文字清晰外，还可增加不透明度。
白炭黑具有触变性能，在涂料中添加少量白炭黑，能使涂层消除液滴沉降现象。在不饱和聚酯涂料中，只要添加0.5～2%浓度的白炭黑，就能使这种涂料在垂直表面上每次涂500g/m2也不会发生液滴和皱折。在颜料中添加白炭黑，不仅能防止颜料的沉淀，且能提高对颜料、染料的吸附性，改进分散性。当用作乳化涂料的填料时，可提高热稳定性。为了满足涂料和油墨消光剂对白炭黑的要求，国外研制和生产了消光剂专用品。当硝基清漆以及类似涂料含有沉淀白炭黑消光剂，可改进油漆非沉淀性能，并能使涂料易分散，仅有少量的增稠影响，悬浮性好，有极好的消光特性，高透明度和好的耐磨性能。在印刷油墨中加入0.5%的白炭黑，印刷效果好，可消除未分散油墨渗透的影响，改进印刷材料的耐洗性，增加颜色的光泽度。
此外，白炭黑在农药、医药、粘合剂、牙膏及日常化妆品中也有各种不同程度的使用和发挥着各种有益的功能。

二氧化硅制备方法

沉淀二氧化硅（白炭黑）的生产方法，其工艺路线大体上是：先采用燃油或燃气在高温下将石英砂与纯碱反应制得工业水玻璃，工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，使二氧化硅沉淀出来，再经清洗、过滤、干燥、粉碎、制得产品白炭黑。沉淀法又分酸法、溶胶法、碳化法等许多不同的具体方法,我国主要是采用酸法。酸法是将可溶性硅酸盐与硫酸（或其它酸）一起反应，当反应液到达某一pH值时停止加酸反应，进行陈化，然后过滤并用水多次反复清洗，脱除Na2SO4后，送干燥、粉碎后得到产品。
生产原材料为硅酸钠和硫酸（或盐酸或纯净的二氧化碳），生产设备有反应容器、过滤设备、干燥设备、研磨设备等。
沉淀二氧化硅产品参数：

二氧化硅 - 应用领域

玻璃

二氧化硅

平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料

二氧化硅陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料
　　冶金
　　硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂
　　建筑
　　混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等
　　化工

　　硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉
　机械
　　铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）
　电子

　　高纯度金属硅、通讯用光纤等
橡胶、塑料
填料（可提高耐磨性）
　　涂料
　　填料（可提高涂料的耐候性）
医学
新加坡国立大学工程学院生物工程系的研究人员研制出一种新技术，能够通过二氧化硅纳米粒子将红外光转化为紫外光和可见光，为深层肿瘤的非侵入性疗法铺平了道路。据称，该技术能够抑制肿瘤生长，控制其基因表达，是世界上首个使用纳米粒子治疗深层肿瘤的非侵入性光动力疗法。
矽肺的危害

二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害。二氧化硅的粉尘极细，比表面积达到100㎡/g以上可以悬浮在空气中，如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（因硅旧称为矽，硅肺旧称为矽肺）。

硅肺是一种职业病，它的发生及严重程度，取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量，以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。

因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。