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你应该知道的无机硅化物

发表时间: 2019-07-03 16:16:01

来源: 中国化工报

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无机硅化物,可分为可溶性硅酸盐,包括硅酸钠、硅酸钾、硅酸钾钠、硅酸锂、硅酸季铵;不溶性硅酸盐,包括硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、硅酸铅、硅酸铝镁、硅酸锶等;无定形二氧化硅,包括硅溶胶​、硅胶、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅;沸石分子筛,包括低硅系列、中硅系列、高硅系列三类沸石分子筛等;硅元素及其非金属氧化物,包括单晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、硅的卤素化合物等。

       无机硅化物,可分为可溶性硅酸盐,包括硅酸钠硅酸钾、硅酸钾钠、硅酸锂、硅酸季铵;不溶性硅酸盐,包括硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、硅酸铅、硅酸铝镁、硅酸锶等;无定形二氧化硅,包括硅溶胶、硅胶、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅;沸石分子筛,包括低硅系列、中硅系列、高硅系列三类沸石分子筛等;硅元素及其非金属氧化物,包括单晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、硅的卤素化合物等。

   看着这些专业名词,是不是头都大了?还是不明白无机硅化物为何物?其实,地壳的84%是由天然的硅化物组成,人们司空见惯的沙子、石头、泥土也含有大量的二氧化硅。无机硅化物是无机盐工业的重要产品系列,它的特点是品种多,约有36种;产量大,约占无机盐产量的24%;用途非常广泛,从一般民用到尖端技术,如黏合剂、洗涤剂、橡胶、造纸、塑料、涂料、陶瓷、环保、冶金铸造、绝热材料、催化剂、土质稳定剂、电子、太阳能电池、光导纤维等中均有应用。

   还是觉得无机硅化物离我们很遥远?那让我们从人们的衣、食、住、行中更加具体地来了解它,认识它。

   没有它,衣物污垢难洗净(衣)

  随着时代的发展,现代人的衣着越来越讲究,精纺的毛料结构轻薄、风格潮流,但它们在生产工艺上必须用无机硅化物硅溶胶来处理。用了硅溶胶,可使织物不断头、不起毛,织物结构轻薄。

  下雨天,很多人都会穿塑料雨衣、塑料雨披,这些雨衣雨披都是用聚乙烯、聚氯乙烯塑料做的。而要制成这些塑料膜,就要让液体的乙烯聚合成固体,无机硅化物硅胶可吸附催化剂,进行催化聚合反应成固体后再制成膜。如果没有硅胶,全国每年所需的3000万吨聚乙烯只能全部依赖进口。

  衣服脏了,要洗干净再穿。在各种品牌的超浓缩洗衣粉、洗衣液中,硅酸钠、偏硅酸钠、层状硅酸钠等,都是主要原料。它们有较强的润湿、乳化和皂化油脂作用,在去除分散和悬浮污垢方面具有优秀的表现,并能阻止污垢的再沉积。虽然过去也用磷化物(三聚磷酸钠),但洗涤后的废水排放到水域中,一些水生生物陡然疯长,严重污染了水域。无机硅化物可以做到清洁环保、不污染水域。

  没有它,速溶咖啡难速溶 (食)

  无机硅化物虽不能当饭吃,但它同食品和饮料的关系十分密切。作为速食品,方便面在我国的受众广泛。你可知道方便面里的调味包就要用到无机硅化物微粉硅胶,才能使调味料疏松,不会因受潮而结块,倒入方便面中才能很好地分散和溶解。

  在饮料中,微粉硅胶的作用也不可小看。如速溶咖啡中放入极少量的微粉硅胶,就能起到防结块和助溶解的作用,微粉硅胶无毒安全又极细,可同咖啡一同饮入。此外,为了使药品服用后在胃肠里容易分解,往往会向药中加小量微粉硅胶,以帮助药物快速分解。

   我国是啤酒生产和消费大国,年产啤酒3000万吨。为了啤酒的保质,防止冬天出现沉淀物,就要用到硅胶。因为它有许多微孔,能吸附住啤酒中的低分子蛋白,从而使啤酒在低温下存放保持酒的清澈透明,喝起来口感还特别好。在葡萄酒的生产中,则要用硅溶胶来作酒的澄清剂。硅溶胶能将原酒中的杂质聚凝下来,保证葡萄酒的清澈和口味纯真。

  爱吃零食的人会发现,许多油炸小食品、小包装糕点中,会有一小包白色透明的防潮剂,它就是硅胶。因为它无毒无害、安全卫生,用它来吸附水气,能够使物品干燥依旧。同样,打开药瓶,你也能看到硅胶干燥剂的身影。

  没有它,建筑钢筋易生锈(住)

  水泥,是建筑房屋的基础原材料。在建筑工程中,往往要在水泥中加硅酸钠、硅溶胶等无机硅化物作为早强剂和防水剂。尤其是地下室、地铁、桥梁等在潮湿环境中的建筑物,含有硅酸钠、硅溶胶的水泥能起到防水防潮的作用,使混凝土里的钢筋百年不生锈,以此增强建筑物的耐用性和安全性。

  我们的住房还需要保温隔热。最新研究表明,用气凝胶制成的保温隔热材料性能优良,与聚苯乙烯、岩棉、蛭石等材料相比,其导热系数小、轻薄、安全阻燃,堪称最理想的保温隔热材料。而气凝胶就是用无机硅化物制成的。

  此外,我们的住房内外墙皆要刷上各种涂料,硅溶胶涂料是目前最具发展前途的环保型建筑涂料之一。涂刷这种涂料的墙面,不仅可以刷洗,有的还有自洁作用,即自己保持墙面一直干净不用擦洗。

  没有它,运动鞋底永远黑(行)

  晨起出行,人们需要梳洗打理一番,刷牙是必须的。以前,牙膏中多加入碳酸钙作为摩擦剂,但其对牙齿的损伤大,而且过量的钙对人体健康有害。后来,人们找上了无机硅化物二氧化硅,因为它不仅摩擦力恰到好处,而且无毒无害。女士们出门前还需化妆一番,擦上点美白霜,这里面含有超细的二氧化硅,能够让皮肤变得更加细白,还能防晒。

  出行要么步行要么乘车。步行的话,大家都爱穿运动鞋,因为舒适。过去的运动鞋叫球鞋或解放鞋,鞋底一律都是黑的,因为是由加了炭黑作补强剂的橡胶制成。如今,运动鞋的鞋底大多是白色了,那是因为无机硅化物白炭黑的存在。而且,作为补强剂,白炭黑比炭黑更耐磨,所以运动鞋穿的时间能更长。  
    如果乘车,无机硅化物也有其发挥功用的地方。人们对乘用车、载重货车的节能减排经过半个多世纪的研究,发现轮胎是关键。只要让轮胎减少对地面的摩擦力,不仅能省油,还能减轻尘土飞扬。研究表明,在轮胎中加入无机硅化物高分散性白炭黑,可节油15%,减少粉尘10%。同时,加入高分散性白炭黑的轮胎在雨雪天气时能有效防滑,保障行驶车辆的安全。

  题外话:衣、食、住、行的几个实例,说明了无机硅化物在国计民生中的重要性。其实,无机硅化物只是数万种化工产品中很小的一个类别,人们的生活离不开化工产品。当前,谈化色变的态度是不可取的,更有些别有用心的国外人士大力宣传化工的危害性,其实这是一种新的经济侵略。同时,化学工业需要积极朝绿色发展,做好环境保护,践行责任关怀,让化学工业更加现代化、科学化,以此满足人们衣、食、住、行的需要。 (作者系中国无机硅盐工业协会无机硅化物分会原秘书长)

    作者:朱玉荪   来源:中国化工报

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