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硅胶 - 简介http://szxingruida.b2b.yihubaiying.com


硅胶
硅胶是一种粒状多孔的二氧化硅水合物，由硅酸钠加酸后洗涤干燥制得，主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧。虽名称为“胶”，它实际上是一种固体，外表呈透明或乳白色。具有开放的多孔结构，吸附性强，能吸附多种物质。
由于具有强力吸附性，能迅速有效地吸附密封包装内的水分、化学性质稳定、无毒无害，硅胶已被大量用于药物提纯、DNA分离、食品干燥、高精电子、高级化妆品、污水净化、啤酒提纯、高级涂料以及树脂生产或保存等方面。
硅胶 - 基本信息
名称：硅胶 　　 


别名：硅橡胶；氧化硅胶或硅酸凝胶 　　 


英文名称：Silicagel; Silica 　　 


分子式：xSiO2·yH2O 　　 


分子量：60.08 　　 


CAS 登录号：CAS# 112926-00-8 　　 


EINECS 登录号：231-545-4[1]
硅胶 - 发明
硅胶是由美国约翰·霍普金斯大学的化学教授Walter A. Patrick在1919年发明的。第一次世界大战时曾被用作防毒面具中的吸收剂。
硅胶 - 制造
在碱金属硅酸盐（如硅酸钠）溶液中加酸，使之酸化，再加入一定量的电解质进行搅拌，即生成硅酸凝胶；或者在较浓的硅酸钠溶液中加酸或铵盐也能生成硅酸凝胶。将硅酸凝胶静置几小时使之老化，然后用热水洗去可溶性盐类，在60～70℃下烘干并在约300℃时活化，即可得硅胶。
硅胶 - 性质
硅胶属非晶态物质。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组分和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 　
将硅酸凝胶浸泡在氯化钴（CoCl2）或氯钴酸铵（(NH4)2CoCl4）溶液中，再经干燥活化就可以得到变色硅胶，可用于指示硅胶吸水的程度。这是因为无水氯化钴（CoCl2）呈蓝色，而六水合氯化钴（CoCl2·6H2O）为红色。 


日常生活中经常遇到硅胶装在某些纸袋或由半透膜树脂制成的袋子中，用于吸水，控制湿度，防止某些物品的变质。硅胶袋上一般注明“请勿食用”。它会对呼吸系统、消化系统、皮肤和眼部产生刺激，[2] 而且有些变色硅胶中还含有氯化钴等湿度指示剂，而氯化钴是有毒物质，属于IARC第二类致癌物质，有可能导致癌症。
硅胶 - 分类
一、硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。 　　
二、硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。
硅胶 - 再生


硅胶
硅胶吸附水份后，可通过热脱附方式将水份除去，加热的方式有多种，如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。脱附加热的温度控制在120—180℃为宜，对于蓝胶指示剂、变色硅胶、DL型蓝色硅胶则控制在100—120℃为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度：


粗孔硅胶不得高于600℃；
细孔硅胶不得高于200℃；
蓝胶指标剂（或变色硅胶）不得高于120℃；
硅铝胶不得高于350℃。
再生后的硅胶，其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。
硅胶 - 硅胶生产工艺
    硅胶的生产虽然大都经过凝胶、洗涤、干燥这一共性，但具体到某一类型胶，又有工艺各异，相
互区别的个性。
    凝胶造粒过程
    凝胶造粒是硅胶生产的关键性步骤之一，是指一定浓度的稀泡花碱液和稀硫酸在一定条件卜充反应形成溶凝胶溶液，达一定浓度后形成凝胶颗粒。凝胶颗粒的形状、大小等完全山用户的需求工艺生产能力决定，关」几成胶方法，日前多采用空气造粒，粒度要求微细时，考虑到空气造粒的度，则大多采用反应罐凝胶造粒，例微粉硅胶的生产。凝胶所用的酸碱比例、浓度、温度及凝胶造粒时间等是凝胶造粒过程的特定工艺参数。
    酸性成胶(酸碱比例问题)时，一次凝胶粒r(相当少初级粒向小，聚集时易形成细孔结构的硅胶;碱性成胶时，一次凝胶粒r大，聚集时易形成粗孔性的硅胶。这就是粗孔胶的生产优选碱性成胶，细孔胶生产则优选酸性成胶的道理。
   酸碱浓度要适中。酸碱浓度过高，一次凝胶粒r较大，聚集时成为较粗孔径的硅胶，Ifn凝胶溶液中一次粒浓度也大，即凝胶网状结构的紧密度增大，聚集时又易成为细孔，一者有相互抵消的倾向。再者，酸碱浓度过高，凝胶溶液的粘度增大，给造粒带来一定的难度，另外，酸碱浓度的大小还要受到凝胶粒度、结构及生产设计能力等的限制。
    酸碱温度过高.酸碱反应的速度过快.酸碱反应木身又是放热反应.一次粒r聚集时又要放热.因此.使得一次粒r任曾大”.造粒速度减慢.势必超出工艺要求范围.对造粒不利;酸碱温度过低.一次粒r减小.易形成细孔.但山」几凝胶溶液温度太低、粘度增加.同样也对造粒不利。因此酸碱温度也要适中。
   凝胶造粒时间是凝胶造粒过程中又一至关重要的工艺参数。是指从酸碱混合反应开始到粒度凝胶形成为止所经历的时间.包括凝胶时间与造粒时间。凝胶造粒时间短.则可能使凝胶溶液反应不充分或均匀度不够.使得一次粒r的浓度分布不匀.形成局部凝胶或局部紧密堆积.这就产生造粒过程中的汽泡胶.碎胶或胶球强度不够等现象。同时这也是造成胶球颗粒内部结构紊乱.孔分布范围大的一个主要原因。因此.在生产实践中.对几空气造粒.在工艺允许范围内.颗粒大的胶.时间要尽量长.颗粒小的胶.时间则可适当短些。在反应釜罐中凝胶造粒的特细微球硅胶时间则要更长要加搅拌。
   洗胶过程
    洗胶是硅胶生产中不可少的工艺过程.是为了将粒状凝胶所形成的NazSO}洗掉,7{将各阴阳离r(主要为H十、N扩,SO呈一、Si0穿iY}r等)控制到工艺要求范围内。同时.它也是一个调整颗粒内部结构(即老化)的过程。
   交换吸附(即Na十与H十的交换)现象是洗胶过程的木质特性之一。酸泡过程是交换吸附的主要过程.1} a与H十的交换多在这一过程完成。水洗过程的交换远未停止只不过是交换量越来越小。酸泡浓度、洗水介质、水洗温度是洗胶过程的主要工艺参数，影响交换速度、数量等。
   成品硅胶的孔特性好大一部分是山洗胶过程的老化决定的，而这一过程的老化程度取决洗胶介质、温度。洗胶介质、温度则是控制一次粒子增长幅度”的主要因素，即通过调整一次粒子的增幅”达到调整孔结构的目的。
    细孔胶的洗涤要求抑制老化，因此，在凝胶造粒形成后即进行必要而短促的老化后就进酸泡，洗胶介质自始至终必须显酸性，因为酸性介质能有效的抑制一次粒子的‘长大”，酸量的大即决定了抑制老化程度的大小。同时，洗胶温度应低些，因为老化是个吸收能量的过程，温度低、供能少，老化程度自然也小。即细孔胶的洗涤是通过抑制一次粒子的‘长大”，达到调整孔结构的目的。特对孔结构要求严整(即孔分布范围小)目_堆密度又要求在一定范围的细孔胶的生产，例如对于变压吸附COz专用细孔胶的生产。洗胶时洗水的含酸量、温度均要做出严格的要求。细孔胶的洗涤温度低，交换速度慢，所以洗涤时间要长些，但不能太大，时间太长，特别是临近终从时，反而加速老化。
    粗孔胶的生产则要求促进老化。遵循碱性介质、高温热水促进老化的原则，采取在酸泡前加入高温热水，目_设法使其显碱性，提高水洗过程中的温度，结束时，加入一定浓度的氨水以增加0 H-离子的浓度等措施，促使一次粒子‘长大”，扩大孔径，达到老化的目的。不难看出，在整个水洗过中，老化程度呈上升的趋势。水洗温度高，不但颗粒内部一次粒子长大，颗粒间特别是胶粉粒子间亦有‘长大”的趋向，这就是水洗温度高时，胶粉聚集处容易结块，胶球表而粘粉的
又一主要原因。
    对于较粗孔径即介于粗细孔胶间如T3型胶的生产，适中老化即可，有时为缓冲干燥过程中的液体表而张力作用，水洗终了进行表而处理。温度过高，时间过长，处理液的存在会使胶球变化，因此处理液的应用要受干燥工艺条件的限制。
    干燥过程
    干燥是在液体表而张力作用卜，使胶球颗粒水分蒸发体积收缩,使一次粒子再度聚”长大”，达到深度老化的目的。细孔胶为了抑制老化程度，经常是通过控制进干燥时胶球中的含酸量达到日的。在生产实践中，粗细孔胶多在一般的高温条件卜干燥。干燥温度越高，一次粒r聚7{的速度越大，孔径越大。焙烧扩孔就是这个道理。为制得孔烃收缩不大，甚至不缩孔的硅胶，常常采用降低液体表而张力的方法达到日的。
   成品胶质量参数指标与硅胶工艺特性的关系硅胶的工艺特性决定了成品胶的质量参数指标，反过来成品胶的质量参数指标又要求一定的工艺特性控制。现就成品胶堆密度为例剖析一者的关系。堆密度是硅胶成品分析中的重要质量参数之一，能直观Ifn简便的反应硅胶颗粒内部孔结构的物理参数。硅胶是一种多孔性的固体颗粒，它的表观体积V u}实际山二部分组成，第一部分是硅胶颗粒内部实际的孔所，片的体积以V a}表示。第一部分是堆积时颗粒之间的孔隙，以V },}表示。第二部分是硅胶肾架所具有的体积，以Vi。表示。这样V u}-= V },}+ V a}+ V t,=，设n，为硅胶的质量，即得Pug-= m/V },}+ V}}+ V i,=(有别」几硅胶密度Porgy=mlVa}+ Vi,=)。
   同等条件卜，一定孔体积的硅胶，对应一定的堆密度，A,T3,C二种类型胶的孔径、孔容依次增大，V u}则依次减小，这就是堆密度变成为区别A,T3,C二种类型胶的依据，即便是同一类型胶，堆密度的大小会粗略的判断硅胶颗粒内部的孔结构。
   一般情况卜，酸性成胶时，一次粒r小，聚集成的凝胶颗粒的孔径小，同等条件卜，形成成品硅胶的孔径亦小，一定体积硅胶的Va:就小，堆积密度自然大，碱性成胶，堆密度则小。空气造粒时，若形成气泡胶，结构疏松，或因其它原因造成凝胶一次粒r浓度降低等均会使成品胶的V a}增大，
从Ifn使Par减小。
   洗胶条件影响成品胶的堆密度，例生产A型胶时，洗胶介质一直为酸性，温度低，一次粒r‘长大”的幅度小，即老化程度小，成品胶的V a}小，Pir自然大，含酸量不同，抑制老化的程度亦不同，Pir也就不同。这就是洗胶过程中通过分阶段取样检测堆密度来分析各阶段老化程度的一个主要依据。对孔胶的生产采取了酸泡前用碱性热水老化一段时间，高温热水洗涤，有时还用氨水处理终l从胶等措施，因Ifn使得老化程度大，成品胶的孔体积增大，Pir则小。
主要方法
1、焙烧法
对于粗孔硅胶，可放在焙烧炉内逐渐升温至500—600℃，约经6—8小时至胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶，焙烧温度不能超过200℃。
2、漂洗法
将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗，并可结合使用洗涤剂以除去废油或其他有机杂质，再经净水洗涤后烘干脱水。
3、溶剂冲洗法
根据硅胶吸附有机物种类，选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的有机物溶出，然后将硅胶加热以脱除溶剂。
硅胶再生应注意的问题
1、烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度，以免剧烈干燥引起胶粒炸裂，降低回收率。
2、对硅胶焙烧再生时，温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果，影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶，脱附再生的温度应不超过120℃，否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。
3、经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒，以使颗粒均匀。
硅胶 - 主要用途


硅胶可以用来做婴儿奶嘴
1、主要用于仪器、仪表、设备等在密闭条件下的吸潮防锈。特别是精密光学仪器、电子电器的干燥防霉包装；  


2、与普通硅胶干燥剂配合使用，指示干燥剂的吸潮程度和判断环境的相对湿度。作为包装用硅胶干燥剂，广泛用于皮革、服装、食品、药品等。放置于皮衣、皮袋、皮鞋内起到干燥保质的作用；放在饼干及油炸类食品中，以保证食品松脆；放于药瓶内，确保药品延长保存期；也常用在宾馆用物品类，如放置在衣柜中，鞋中和床下，吸附各种异味，保持空气干爽清新。另外，运输的集装箱在不同纬度上会形成箱里的“内雨”，如果使用硅胶干燥剂，它能吸附相当于自身重量的水份，在远洋运输长达50天的过程中，可以有效地降低露点而使集装箱的凝水现象得到控制。  


3、硅胶因为其食品级用途可以用来做婴儿奶嘴等与人体直接接触的用品，也可用于美容整形。另外，硅胶也可用来生产避孕套。[2]


硅胶 - 贮存与包装
硅胶具有强的吸湿能力，因此应贮存在干燥地方，包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。
硅胶 - 安全信息
RTECS号：VV7565000
危险品标志：Xi:刺激性物质‖T
风险术语：R20:吸入有害‖R37
安全术语：S22:不要吸入粉尘‖S45
毒性：无毒


硅胶通常对水是不危害的，但是如果没有政府许可，勿将材料排入周围环境。

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