Пирогенный кремнезем HDK®

Пирогенный кремнезем - синтетический аморфный диоксид кремния (SiO₂, CAS №112945-52-5), который получают пламенным гидролизом летучих хлорсиланов в кислородно-водородном пламени при температуре около 1500°C. Первичные частицы размером 5-50 нм срастаются в агрегаты 100-500 нм и далее в агломераты крупнее 1 мкм, формируя разветвлённую структуру с удельной поверхностью (BET) 50-400 м²/г. Содержание SiO₂ превышает 99,8%, плотность составляет около 2,2 г/см³, показатель преломления 1,46, плотность силанольных групп - 2 SiOH/нм². Продукт полностью аморфен и не содержит кристаллических форм (кварц, кристобалит), поэтому не проявляет силикогенной активности в отличие от природных кремнезёмов.

Три типа HDK®:

Гидрофильные марки - несут нативную поверхность с силанольными группами (Si-OH), смачиваются водой и хорошо диспергируются в полярных средах: HDK® N20 с поверхностью около 200 м²/г служит универсальным загустителем и усилителем, а более развитая HDK® T30 (около 300 м²/г) даёт сильнее выраженную тиксотропию; их применяют в силиконовых каучуках HTV/RTV, водных красках и адгезивах;
Гидрофобные марки - получают обработкой поверхности силанами или гексаметилдисилазаном (HMDZ), из-за чего краевой угол смачивания водой превышает 100° и кремнезём остаётся стабильным в неполярных средах; их вводят в полиуретановые и эпоксидные компаунды, органорастворимые ЛКМ и антислёживающие составы, причём эффективность выше в неполярных и среднеполярных растворителях (ксилол, бутилацетат) и падает в сильнополярных спиртах и кетонах, где нужен особый модификатор поверхности;
Водные дисперсии - готовые системы, где гидрофильный HDK® диспергирован в воде под высоким сдвигом и стабилизирован электростатически и стерически, что избавляет от стадии сухого диспергирования в водных рецептурах.

Преимущества перед осаждённым кремнезёмом опираются на способ синтеза: чистота SiO₂ выше 99,8% исключает примеси Al, Na и тяжёлых металлов, критичные для электроники и медицины; отсутствие поверхностной влаги обеспечивает стабильность двухкомпонентных платиновых силиконовых систем; более высокая удельная поверхность даёт загущающий эффект уже при вводе 1-3% против существенно большего расхода осаждённого аналога.

Критерии выбора марки HDK®:

Полярность системы - гидрофильные марки берут для водных и силиконовых сред, гидрофобные для органических, а водные дисперсии для готовых водных составов;
Вязкость и тиксотропия - чем выше удельная поверхность, тем сильнее загущение при равной дозировке, поэтому под сильное структурирование выбирают марки с большей BET;
Пищевые и медицинские допуски - под такие применения берут марки подтверждённой чистоты с нужным регуляторным статусом.

Регуляторный статус материала: аморфный SiO₂ внесён в перечень пищевых добавок как E551 (ЕС) и разрешён по 21 CFR §172.480 (США); биосовместимость для медицинских изделий подтверждается испытаниями готового изделия по ISO 10993, а наноформы подпадают под требования REACH к наноматериалам (Регламент ЕС 2018/1881, применяется с 2020). Точную марку, дозировку и режим диспергирования уточняют по TDS.

2623637619
HDK® N20

Цену уточняйте
Под заказ Только оптом
+380 (50) 312-71-73
- +380 (68) 312-71-73
2624288560
HDK® T30

Цену уточняйте
Под заказ Только оптом
+380 (50) 312-71-73
- +380 (68) 312-71-73

Чем пирогенный кремнезем отличается от осаждённого? Пирогенный кремнезем получают газофазным пламенным синтезом при температуре около 1500°C, а осаждённый - мокрым осаждением из жидкой фазы. Пирогенный вариант имеет чистоту SiO₂ выше 99,8%, первичные частицы 5-50 нм и удельную поверхность до 400 м²/г, тогда как осаждённый крупнее, содержит примеси Al и Na и удерживает поверхностную влагу. Для усиления силиконовых каучуков и стабилизации платиновых систем применяют исключительно пирогенные марки, а осаждённый кремнезем служит более дешёвым наполнителем в резинах общего назначения.

Какую марку HDK® выбрать для загущения двухкомпонентного силикона RTV-2? Для систем на основе полидиметилсилоксана берут гидрофильные HDK® N20 (около 200 м²/г) или T30 (около 300 м²/г); T30 даёт более высокую тиксотропию при равной дозировке, а N20 предпочтителен, когда нужно сохранить низкую вязкость базовой системы. Способ диспергирования зависит от вязкости: высоковязкие HTV-компаунды перетирают на трёхвалковой мельнице, а жидкие RTV-2 диспергируют вакуумным диссольвером с окружной скоростью зубчатого диска 15-20 м/с, поскольку избыточный сдвиг вальцов измельчил бы агрегаты до первичных частиц и необратимо снизил тиксотропию при хранении.

Можно ли применять HDK® в пищевых и медицинских продуктах? Аморфный синтетический SiO₂ внесён в перечень пищевых добавок как E551 (ЕС) и разрешён по 21 CFR §172.480 (США), поэтому марки соответствующей чистоты применимы в пищевой переработке. Для медицинских изделий пригодность подтверждается испытаниями готового изделия на биосовместимость по ISO 10993, а наноформы (частицы менее 100 нм) требуют отдельной оценки по REACH.

Как правильно ввести пирогенный кремнезем в лакокрасочный материал? Кремнезем сначала диспергируют в части растворителя или связующего до однородной пасты и лишь затем вводят в основной состав, поскольку прямая подача сухого порошка даёт неполную дисперсность и нестабильную тиксотропию. Типичная дозировка в ЛКМ составляет 0,5-2,5% в зависимости от марки; в тонкослойных системах превышение около 3% резко повышает вязкость, тогда как в высоковязких мастиках и шпатлёвках при подобранном полярном соактиваторе вводят и 4-5%.