所有的东西都要灵活运用，不是化工的东西就不能用起来，其实我们平常刷牙时用的东东就有二氧化硅，起一个耐磨作用。
牙膏摩擦剂二氧化硅的研制 :
合成透明牙膏组合物用二氧化 硅摩擦剂。 着重考察了釜底液碱浓度、助剂质量浓度等对二氧化硅性能的影响。 此种二氧化硅摩擦剂的比表面积 为 30～ 54 m2 /g, 邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)吸收值为 0. 9 ～ 1. 4 mL /g, 平均粒径为 6 ～ 10 μm, 辐射牙釉质磨损 (RDA)值低于 150, pH 为 6 ～
7, 水分质量分数为 3% ～ 5%。 此种二氧化硅引入到透明牙膏中, 体系透光率为 40% ～ 85%。 关键词:沉淀法;二氧化硅;牙膏;摩剂在牙膏质量组成中,摩擦剂占有很大比例 ,一般 在 20% ～ 55%[ 1] 。常用的牙膏摩擦剂有碳酸钙 、磷 酸钙、偏磷酸钠、矾土以及近年来开始使用的沉淀法 二氧 化硅。沉淀法二氧化硅作为高档摩擦剂具有洁 齿能力强、物理性能好 、化学性质稳定、与牙膏体系 中其他组成物相容性好等特点 。此外沉淀法二氧 化 硅折光率与牙膏体系相近 ,适于生产高档透明牙膏 。 牙膏用二氧化硅摩擦剂要具备以下性质:1)与牙膏 混合体系的透光率要高 , 以保证膏体透明 ;2)要有 一定的吸油值,以保证其在牙膏体系中有较好的分 散性 ;3)辐射牙釉质磨损 (RDA )值要小 (一般 < 150),以减少其对牙釉质的磨损。 1 实验 过程 1. 1 原料 液体硅酸钠:n(S iO2) /n(N a2O) =3. 0 ～ 3. 3, w [ N a2O (3. 0 ～ 3. 3)SiO2 ] =32% ～ 38%;硫酸: w(H2 SO4 ) =98%。 1. 2 仪器设备 不锈钢反应釜 (20 L);离心机;电热鼓风干燥 箱;气流磨及分析检测仪器。1. 4 沉淀二氧化硅 1)釜底液配制:
向不锈钢反应釜内加入一定量 的水、硅酸钠溶液 ,搅拌均匀 。持续搅拌下升温 ,当 温度达到 30 ～ 60 ℃时 , 加入助剂。继续升温至 80 ～ 95 ℃ 。2)一步反应 :以一定流速向反应釜内加 入预先配制的硅酸钠溶液, 直至釜底液 pH 在 8 ～ 10。 3)二步反应:将硅酸钠溶液和硫酸溶液分别以 一定 流速同时加入到反应釜内 ,在持续搅拌下反应 30 ～ 90 m in, 在此过程中保持反应釜内温度、 pH 恒 定不变 。 4)酸化和熟化:二步反应结束后, 保 持温 度不变 ,继续向反应釜内添加硫酸溶液 ,直至 pH为 3 ～ 5,保持温度,持续搅拌 10 ～ 30 m in。 1. 5 过滤、洗涤 将熟化后的浆料放入离心机 中过滤、脱水 ,再用 水洗涤直至脱除液 pH 在 7左右 。 1. 6 干燥 将洗涤后的滤饼放入鼓风干燥箱内干燥, 干燥 时滤饼层较薄为宜 ,以保证水分迅 速脱除,干燥时间 30 ～ 60 m in。 1. 7 粉碎 将干燥后的样品经气流磨粉碎, 调整进料压力 和粉碎压力使得粉碎后二氧化硅 d50 为 6 ～ 10 μm。 2 实验结果及讨论 2. 1 二氧化硅性能 制备的沉淀法二氧化硅以及某牙膏厂二氧化硅 摩擦剂(对比样 )的化学 、物理指标见表 1。 表 1 本产品与某
牙膏厂二氧化硅摩擦剂对比数据 项目 w (加热减量) / % w (烧失量) / % w (S iO2 ) / % DBP吸收值 / (mL g- 1) pH 比表面积 / (m2 g- 1 ) 平均 粒径 (d50) /μm 透光率* / % ,对比样 指牙膏混合体系测试结果。 2. 2 二氧化硅性能的影响因素 2. 2. 1 釜底液碱浓度对二氧化硅性能的影响 釜 底液碱浓度(以 N a2O 浓度计 )对二氧化硅性 能的影响(其他组分不变 ),以牙膏混合体系透光率 作指标见图 2。 图 2 釜底液碱浓度对二氧化硅性能 的影响 由图 2可以看出, 随着釜底液碱浓度的增大 ,制 备出的二氧化硅加入牙膏混合体系中, 其透光率逐 渐增大 ,当釜底液碱浓度为 0. 25 mo l /L时制备的二 氧化硅 ,用其配制的牙膏的透光率出现最大值;然 后 ,随着釜底液碱浓度的增大, 其透光率开始逐步降 低 。 2. 2. 2 釜底液助剂质量 浓度对二氧化硅性能的影 响 采用的助剂为电解质 N a2 SO4 , 它在釜底液中是 一种分散剂 , 使反应生成的 S iO2微粒分散均匀, 缩 短反应出胶时 间 。此外, 也可用 (NH4 )2 SO4 , NaC l 和 NH4C l等 ,但以 Na2 SO4为宜。因为在工业生产中 可将过滤时分离出的含 Na2 SO4废液部分返回到反
应器 , 用于配底 料。 这样可以利用部 分副产物 Na2 SO4 ,降低原料成本 。釜底液助剂 N a2 SO4质量浓 度对二氧化硅性能的影响 (其他组分不变 ),以牙膏 混合体系透光率作指标见图 3。 图 3 釜底液助剂质量浓度对二氧化硅性能的影响 由图 3可以看出 ,随着釜底液助剂质量浓度的 增大 ,制 备出的二氧化硅加入牙膏混合体系中,其透 光率逐渐增大 ,当釜底液助剂质量浓度为 20 g /L时 制备出的二氧化硅 ,用其配制的牙膏的透光率出现 最
大值;然后, 随着釜底液助剂质量浓度的增大, 其 透光率开始逐步降低。 2. 2. 3 釜底液碱浓度对二氧化硅比表面积的影响 沉淀法二氧化硅比表面积应过程中成胶或出胶时胶的量以及二氧化硅粒子的 浓度。釜底液碱浓度对二氧化硅比表面积的影响 ,比表面 积出现最大值;然后 ,随着釜底液碱浓度
的增大 ,其 比表面积开始逐步降低。 图 4 釜底液碱浓度对二氧化硅比表面积的影响 3 结论1)以液体硅酸钠、硫酸为原料,采用沉淀法工 艺, 经两步 反应(釜底液碱浓度 0. 2 ～ 0. 3 mo l /L、反 应温度 80 ～ 95 ℃、反应时间 30 ～ 90 m in、反应 pH 8 ～ 10,熟化时间 10 ～ 30 m in),配以 助剂 N a2 SO4 (质量浓度 15 ～ 30 g /L), 可以生产出用于透明牙膏 的二氧化硅摩擦剂 。 2)反应参数中, 釜底液碱浓度 及助剂质量浓度不但对二 氧化硅自身性能有影响, 而且对用其制备的牙膏混合体系的透光率也有影响。
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