«Кeмнeң aрбaсынa утырсaң, шуның җырын җырлaрсың. – На чью повозку
сядешь, того песню и будешь петь»
Татарская народная пословица.
«Режимные (рецептурные) карты определяют жесткую последовательность действий, тем самым регламентируя качество получаемой продукции».
Казалось бы, чего проще – лей, как велено, насыпай, как сказано, градус не понижай, давление не повышай. А где взять эту бумажку, в которой будет написана эта последовательность? В ряде случаев бумажки охраняются, как рецепт кока-колы, когда в нее кокаин добавляли из листьев коки.
На примере нескольких совершенно перпендикулярных друг к другу продуктов попробуем пояснить, как достаются эти рецепты или как сесть в правильную повозку.
Вот эти продукты, по одному блогу на каждый:
- сополимер этилен и винилацетата, а по-ихнему EVA, входит в пакет депрессорно-диспергирующих присадок к дизельному топливу https://enky-afina.ru/blog-new/post/65-recepturnye-tehnologii-proektnye-primery-keroflux-dodiflow-i-prochie-shvedy ;
- высокодиспергируемый диоксид кремния, а по-ихнему HDS, как высокоэффективный наполнитель для резиновых смесей https://enky-afina.ru/vysokodispergiruemyj-kremnezem-highly-dispersible-silica-hds/blog;
- полиакрилонитрил для углеродного волокна сверхвысокой прочности, а по-ихнему, как PAN for ultra-high tenacity carbon fiber.
Осажденный диоксид кремния Precipitate silica (РPS) имеет множество применений, но сейчас только, как о наполнителе для резиновых смесей.
Обычный кремнезем Conventional Silica (CS) или «белая сажа», мы его уже обсуждали https://enky-afina.ru/lichnoe-mnenie/post/belaya-sazha-osazhdennyj-dioksid-kremniya-proektnye-primery
Высокодиспергируемый кремнезем Highly Dispersible Silica (HDS), вот его-то шинники и хотят видеть в резиновых смесях вместо «белой сажи». Далее по тексту будем писать HDS, чтобы не тратить буквы.
Есть еще легкодисперсный кремнезем Easy Dispersion Silica (EDS), отложим его на потом, когда будем заниматься, например, красками.
Процессу получения PPS под сотню лет, но синтез HDS значительно моложе, ему чуть более четверти века и его использование в смесях для протекторов шин отмечено в патенте EPO501227 (1991 г), т.е. совсем недавно, а до этого всех устраивала CS или «белая сажа». Патент поддерживается, технология получения HDS лицензирована на его основе, т.е. если копировать, то с умом.
HDS был разработан для удовлетворения спроса на рынке как высокоэффективный наполнитель для резиновых смесей, который значительно улучшает механические свойства, такие как прочность на растяжение, сопротивление разрыву, стойкость к истиранию и модуль упругости.
HDS в шинах может значительно снизить сопротивление качению и износ шин, улучшить устойчивость к мокрому заносу и управляемость при высоких скоростях, т.е. повысить безопасность вождения транспортных средств.
HDS имеет хорошую диспергируемость и способность химически связываться с каучуком в сочетании с бифункциональными кремнийорганическими соединениями, при этом сокращается время вулканизации.
HDS при создании «зеленой шины», в которой технический углерод максимально заменяют на более экологичный продукт – диоксид кремния. В данном случае экологическая песня имеет все права на долгую и счастливую жизнь и вот почему. Добавление недеформируемого наполнителя в вязкоупругую резиновую матрицу, а также частичная иммобилизация каучука на поверхности и в структуре наполнителя способствует положительному явлению, как гидродинамический эффект, что обеспечивает максимальную прочность резиновых смесей.
Качественные различия между HDS и CS («белая сажа»), конечно же, существуют и определяются несколькими соотношениями, например, BET/CTAB, V2/СТАВ, V2/ВЕТ, размер и глубина пор, структура агрегатов после высаждения. Если по-простому, то самое значительное и определяющее различие – это количество силанольных групп и структура после высаждения. Что означают сокращения, читаем ISO 5794-1.
И опять эпиграф, повозка, т.е. HDS выбран и нужно петь песню, как его производить. Предвосхищаю вопрос зрителей, а можно ли на оборудовании, где выпускается CS («белая сажа») из силикат-глыбы производить HDS из силикат-глыбы? Конечно, да, так-как и тот, и другой осажденные, но следует соблюдать жесткую последовательность действий, тем самым регламентируя качество получаемой продукции.
Принципиально для формирования свойств HDS существуют две рецептуры, вес, объем, время и концентрации я, конечно, писать не буду, но в чем суть, конечно поймете. По какой рецептуре вам работать, вам скажет потребитель и пропишет это в требованиях для вашей продукции.
Номер Один. Позволяет получать осажденный диоксида кремния в виде сфер, которые несмотря на относительно большой размер (не менее 80 мкм), обладают удовлетворительной дисперсией и способностью к армированию.
Номер два. Позволяет получать осажденный диоксида кремния, когда на сферах большего диаметра формируется несколько сфер меньшего диаметра.
Для Номера Один. Синтез выполняется в одну стадию. «Затравка» имеет очень низкую концентрацию SiO2. Нейтрализация «затравки» кислотой производится максимально быстро. «Основа» имеет концентрацию SiO2 на порядок, а то и на полтора порядка больше, чем у «затравки». Нейтрализация «основы» кислотой проводится максимально долго. Фактически время нейтрализации основы определяется разумностью размеров реактора и планом выпуска продукции. Соотношение «основа»/«затравка» очень велико, несколько десятков.
Для Номера Два. Синтез выполняется в две стадии. Концентрации SiO2 для «Затравки» и «Основы» различаются не более, чем в два раза. Время нейтрализации «Затравки» и «Основы» для первого этапа и для второго этапа одинаковое. Для второго этапа используется «Основа» с такой же концентрацией, как и на первом этапе. Соотношение «основа»/«затравка» меньше единицы.
Основные условия синтеза HDS: температуры должны выдерживаться ± 1°С, кислотности должны выдерживаться ± 0,3 рН. Качество промывных вод определяется электропроводностью в достаточно узких пределах. Температура сушки, в отличие от CS («белая сажа») очень низкая. И конечно, механическое оформление фильтра или центрифуги, как и сушилки, имеет большое значение, так как то, что вырастили при синтезе, нужно сохранить.
Производители, выпускающие Performance Silica for Tires, как правило сообщают, получен ли HDS из силиката натрия минерального происхождения или из золы рисовой шелухи, в этом случае используется термин PAS (Precipitated amorphous silica). Для примера - бразильская компания, выпускающая HDS только из рисовой шелухи https://www.brisil.com/ или Pirelli Tyre S.p.A. HDS SILICA 115. Amorphous precipitated silica.
В сети достаточно профессиональных сравнений для HDS, подкрепленных аналитическими данными и каждый может решить вопрос самостоятельно.
Задачей блога являлось дать доступное пояснение, что отечественные шинники вполне могут рассчитывать на отечественный высокодиспергируемый диоксид кремния. Базовый проект на производство высокодиспергируемого кремнезема (Highly Dispersible Silica, HDS) из золы рисовой шелухи, 7.000 т/год https://enky-afina.ru/bazovyj-proekt-n33
На отечественную полимерную серу и отечественные ускорители вулканизации они тоже могут рассчитывать, были бы поставлены цели, а технологии найдутся.
Гадецкий А. Блог написан без использования ИИ.
