Anwendungen von weißem Ruß in verschiedenen Industrien

Weißer Ruß , auch bekannt als hydratisierte Kieselsäure ( SiO2 , Ausgefälltes Siliciumdioxid , Weißkohle , Siliziumdioxid Siliciumdioxidpulver (amorphes gefälltes Siliciumdioxid) mit der chemischen Formel SiO₂·nH₂O ist eine weiße, ungiftige, amorphe und feinkörnige anorganische Siliciumverbindung. Es zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie Porosität, hohe Dispergierbarkeit, geringes Gewicht, gute chemische Stabilität, hohe Temperaturbeständigkeit, Nichtbrennbarkeit und gute elektrische Isolation aus. Es findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der Kunststoff-, Gummi-, Papier-, Beschichtungs-, Farbstoff- und Druckfarbenindustrie.

Anwendung von gefällter Kieselsäure in Reifen

Weißer Ruß wird als Verstärkungsmittel eingesetzt und findet mit einem Anteil von 70 % am Gesamtverbrauch in der Gummiindustrie die größte Anwendung. Er verbessert die physikalischen Eigenschaften von Gummimischungen deutlich, reduziert die Hysterese und den Rollwiderstand von Reifen, während die Nasshaftung erhalten bleibt. In der Gummiindustrie ist Ruß ein effektiver Verstärkungsfüllstoff, kann aber nicht zur Herstellung farbiger Produkte verwendet werden. Ultrafeiner weißer Ruß kann als Verstärkungsfüllstoff bei der Herstellung von umweltfreundlichen Reifen eingesetzt werden und ersetzt dort herkömmlichen Ruß in der Seitenwand. Er erhöht die Reißfestigkeit und Rissbeständigkeit der Seitenwand signifikant, ohne die Vulkanisationszeit zu beeinflussen. Die Ozonbeständigkeit hängt von der Menge des verwendeten Antioxidans und des weißen Rußes ab. Die Zugabe von weißem Ruß zum Laufflächengummi von Reifen verbessert die Schnitt- und Reißfestigkeit der Lauffläche und reduziert Ausbrüche und Absplitterungen. Im Vergleich zu Gummimischungen mit herkömmlichem Ruß kann der Rollwiderstand durch die Verwendung von weißem Ruß als Füllstoff um 30 % gesenkt werden.

Anwendung in Mattierungsmittel

Pyrogene Kieselsäure gibt es im Allgemeinen in zwei Varianten: hydrophil und hydrophob. Hydrophobe pyrogene Kieselsäure wird durch chemische Oberflächenmodifizierung von hydrophiler pyrogener Kieselsäure hergestellt. Hersteller von Mattierungsmitteln verwenden heutzutage häufig hydrophobe pyrogene Kieselsäure. Ihr Wirkprinzip ist folgendes: Die mikrometer-/nanoskaligen Partikel auf ihrer Oberfläche verteilen sich während des Aushärtungsprozesses gleichmäßig auf der Beschichtung (z. B. Farbe oder Tinte) und bilden eine mikroskopisch raue Struktur. Trifft Licht auf die Beschichtungsoberfläche, streuen diese winzigen Unebenheiten das Licht und wandeln die ursprüngliche Spiegelreflexion in diffuse Reflexion um. Dadurch wird der Glanz der Beschichtungsoberfläche effektiv reduziert (d. h. ein Mattierungseffekt erzielt). Dank der Oberflächenmodifizierung dispergiert hydrophobe pyrogene Kieselsäure besser in organischen Harzsystemen, verhindert Agglomeration und gewährleistet die Gleichmäßigkeit und Stabilität des Mattierungseffekts.

Anwendung in der Kunststoffindustrie

Weißer Ruß findet auch in neuen Kunststoffarten häufig Verwendung. Die Zugabe geringer Mengen weißen Rußes während der Kunststoffverarbeitung hat eine signifikante verstärkende Wirkung, verbessert die Härte und die mechanischen Eigenschaften des Materials und optimiert somit die Verarbeitung und die Produktleistung. Darüber hinaus kann weißer Ruß aufgrund seiner geringen Partikelgröße und hohen Transparenz Kunststoffe kompakter machen und deren Transparenz erhöhen.

Anwendung in Zahnpasta

Gefällter weißer Ruß ist derzeit das am häufigsten verwendete Abrasivmittel in Zahnpasta. Er zeichnet sich durch eine große spezifische Oberfläche, ein hohes Adsorptionsvermögen und eine hohe Adsorptionskapazität aus. Seine gleichmäßigen Partikel tragen zu einer erhöhten Transparenz bei. Aufgrund seiner Stabilität und Ungiftigkeit ist er ein idealer Rohstoff für Zahnpasta. Der Brechungsindex von weißem Ruß liegt zwischen 1,45 und 1,50 und damit sehr nahe am Brechungsindex anderer Zahnpastabestandteile. In Mischungen mit anderen Inhaltsstoffen wirkt er als Klärmittel. Diese Eigenschaft wird genutzt, um transparente Zahnpasta herzustellen – ein Alleinstellungsmerkmal, das andere Abrasivmittel nicht aufweisen.

Anwendung in Gummischuhen

Weißer Ruß, aufgrund seiner hohen Reinheit und feinen Partikel, eignet sich zur Herstellung von hochtransparentem, vulkanisiertem Gummi. Er verbessert zudem die physikalischen Eigenschaften von Gummimaterialien. Daher findet weißer Ruß breite Anwendung als Hauptverstärkungsfüllstoff bei der Herstellung hochwertiger Lederschuhe und Sportschuhsohlen, insbesondere in transparenten und halbtransparenten Sohlenmischungen. Er erhöht die Abriebfestigkeit, Härte, Zugfestigkeit und Reißfestigkeit der Sohlen.

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