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硅膠(Silicon dioxide)別名硅橡膠,是一種高活性吸附材料,屬非晶態物質,其化學分子式為mSiO2·nH2O。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。硅膠根據其孔徑的大小分為:大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細孔硅膠。各種型號的硅膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。硅膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代的特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。

1 硅膠 -簡介

硅膠硅膠

硅膠是一種粒狀多孔的二氧化硅水合物,由硅酸鈉加酸后洗滌乾燥製得,主要成分是二氧化硅,化學性質穩定,不燃燒。雖名稱為「膠」,它實際上是一種固體,外表呈透明或乳白色。具有開放的多孔結構,吸附性強,能吸附多種物質。

由於具有強力吸附性,能迅速有效地吸附密封包裝內的水分、化學性質穩定、無毒無害,硅膠已被大量用於藥物提純、DNA分離、食品乾燥、高精電子、高級化妝品、污水凈化、啤酒提純、高級塗料以及樹脂生產或保存等方面。

2 硅膠 -基本信息

名稱:硅膠   

別名:硅橡膠;氧化硅膠或硅酸凝膠   

英文名稱:Silicagel; Silica   

分子式:xSiO2·yH2O   

分子量:60.08   

CAS 登錄號:CAS# 112926-00-8   

EINECS 登錄號:231-545-4

3 硅膠 -發明

硅膠是由美國約翰·霍普金斯大學的化學教授Walter A. Patrick在1919年發明的。第一次世界大戰時曾被用作防毒面具中的吸收劑。

4 硅膠 -製造

在鹼金屬硅酸鹽(如硅酸鈉)溶液中加酸,使之酸化,再加入一定量的電解質進行攪拌,即生成硅酸凝膠;或者在較濃的硅酸鈉溶液中加酸或銨鹽也能生成硅酸凝膠。將硅酸凝膠靜置幾小時使之老化,然後用熱水洗去可溶性鹽類,在60~70℃下烘乾並在約300℃時活化,即可得硅膠。

5 硅膠 -性質

硅膠屬非晶態物質。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。各種型號的硅膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。硅膠的化學組分和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代的特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。  

將硅酸凝膠浸泡在氯化鈷(CoCl2)或氯鈷酸銨((NH4)2CoCl4)溶液中,再經乾燥活化就可以得到變色硅膠,可用於指示硅膠吸水的程度。這是因為無水氯化鈷(CoCl2)呈藍色,而六水合氯化鈷(CoCl2·6H2O)為紅色。

日常生活中經常遇到硅膠裝在某些紙袋或由半透膜樹脂製成的袋子中,用於吸水,控制濕度,防止某些物品的變質。硅膠袋上一般註明「請勿食用」。它會對呼吸系統、消化系統、皮膚和眼部產生刺激,而且有些變色硅膠中還含有氯化鈷等濕度指示劑,而氯化鈷是有毒物質,屬於IARC第二類致癌物質,有可能導致癌症。

6 硅膠 -分類

一、硅膠按其性質及組分可分為有機硅膠和無機硅膠兩大類。   

二、硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細孔硅膠。由於孔隙結構的不同,它們的吸附性能各有特點。粗孔硅膠在相對濕度高的情況下有較高的吸附量,細孔硅膠則在相對濕度較低的情況下吸咐量高於粗孔硅膠,而B型硅膠由於孔結構介於粗、細孔之間,其吸附量也介於粗、細孔之間。大孔硅膠一般用作催化劑載體、消光劑、牙膏磨料等。因此應根據不同的用途選擇不同的品種。

7 硅膠 -再生

硅膠硅膠

硅膠吸附水份后,可通過熱脫附方式將水份除去,加熱的方式有多種,如電熱爐、煙道餘熱加熱及熱風乾燥等。脫附加熱的溫度控制在120—180℃為宜,對於藍膠指示劑、變色硅膠、DL型藍色硅膠則控制在100—120℃為宜。各種工業硅膠再生時的最高溫度不應超過以下限度:

粗孔硅膠不得高於600℃;
細孔硅膠不得高於200℃;
藍膠指標劑(或變色硅膠)不得高於120℃;
硅鋁膠不得高於350℃。
再生后的硅膠,其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。

主要方法

1、焙燒法

對於粗孔硅膠,可放在焙燒爐內逐漸升溫至500—600℃,約經6—8小時至膠粒呈白色或黃褐色即可。對細孔硅膠,焙燒溫度不能超過200℃。

2、漂洗法

將硅膠在飽和水蒸汽中吸附達到飽和後放熱水中浸泡漂洗,並可結合使用洗滌劑以除去廢油或其他有機雜質,再經凈水洗滌后烘乾脫水。

3、溶劑沖洗法

根據硅膠吸附有機物種類,選用適當的溶劑將吸附在硅膠內的有機物溶出,然後將硅膠加熱以脫除溶劑。

硅膠再生應注意的問題

1、烘乾再生時應注意掌握逐漸提高溫度,以免劇烈乾燥引起膠粒炸裂,降低回收率。

2、對硅膠焙燒再生時,溫度過高會引起硅膠孔結構的變化而明顯降低其吸附效果,影響使用價值。對於藍膠指示劑或變色硅膠,脫附再生的溫度應不超過120℃,否則會因顯色劑逐步氧化而失去顯色作用。

3、經再生后的硅膠一般應過篩除去微細顆粒,以使顆粒均勻。

8 硅膠 -主要用途

硅膠硅膠可以用來做嬰兒奶嘴

1、主要用於儀器、儀錶、設備等在密閉條件下的吸潮防鏽。特別是精密光學儀器、電子電器的乾燥防霉包裝; 

2、與普通硅膠乾燥劑配合使用,指示乾燥劑的吸潮程度和判斷環境的相對濕度。作為包裝用硅膠乾燥劑,廣泛用於皮革、服裝、食品、藥品等。放置於皮衣、皮袋、皮鞋內起到乾燥保質的作用;放在餅乾及油炸類食品中,以保證食品鬆脆;放於藥瓶內,確保藥品延長保存期;也常用在賓館用物品類,如放置在衣櫃中,鞋中和床下,吸附各種異味,保持空氣乾爽清新。另外,運輸的集裝箱在不同緯度上會形成箱里的「內雨」,如果使用硅膠乾燥劑,它能吸附相當於自身重量的水份,在遠洋運輸長達50天的過程中,可以有效地降低露點而使集裝箱的凝水現象得到控制。 

3、硅膠因為其食品級用途可以用來做嬰兒奶嘴等與人體直接接觸的用品,也可用於美容整形。另外,硅膠也可用來生產避孕套。


9 硅膠 -貯存與包裝

硅膠具有強的吸濕能力,因此應貯存在乾燥地方,包裝物與地面之間要有擱架。包裝物有鋼桶、紙桶、紙箱、塑料瓶、聚乙烯塑料複合袋、柔性集裝袋等。運輸過程中應避免雨淋、受潮和曝晒。

10 硅膠 -安全信息

RTECS號:VV7565000
危險品標誌:Xi:刺激性物質‖T
風險術語:R20:吸入有害‖R37
安全術語:S22:不要吸入粉塵‖S45
毒性:無毒

硅膠通常對水是不危害的,但是如果沒有政府許可,勿將材料排入周圍環境。

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