【知识课堂】氧化锌
2023-06-08
氧化锌又名锌白，是一种颜色纯白的粉末，由不定形或针状的小颗粒组成。作为基础化工原料，有着广泛的应用领域，如橡胶电子、医药、涂料等行业。
氧化锌
氧化锌按生产工艺，可分为三个大类:即，直接法(美国法)、间接法(法国法)及化学沉淀法(湿法)。
一、直接法氧化锌
含锌原料中的金属主要以氧化物存在，如氧化锌、氧化铜、氧化镉等。氧化锌在与集碳加热反应时，被还原成金属锌被燕汽，同时再被空气中的氧气氧化成氧化锌，大部分重金属除去。直接法氧化锌为白色粉末，颗粒粗，产品的含杂高，一般用于要求较低的橡胶、陶瓷行业。
二、间接法氧化锌(白色粉末)
把由矿石经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣，经加热转换为锌蒸汽，同时被空气中的氧气氧化为氧化锌。此种产品重金属的含量完全依赖于所用的锌锭或锌渣的质量。可用于橡胶、陶瓷、电子等行业。若选用品质高的锌锭时，氧化锌的重金属含量低，可用于饲料、药品行业。实际上。目前市场上的很多间接法氧化锌，都是用锌渣做原料，而非纯的锌锭。因此往往产品中的重金属含量比较高。间接法氧化锌的生产工艺简单，其价格主要由其原料的价格决定。此种氧化锌颗粒粗大，堆密度大。在饲料行业中，常称之为重质氧化锌。
三、化学(沉淀)法氧化锌
此种方法大体可分为两类，即酸法与氨法。他们分别使用酸或碱来与原料反应，而后提纯，再得到式碳酸锌，煅烧后取得最终产品轻质氧化锌，或者叫活性氧化锌。
(a)酸法通常是将含锌原料与硫酸反应。得到含有重金属离子的非纯净的硫酸锌溶液。然后经过氧化除杂、还原除杂，以及多次沉淀，除去大景的铁、锰、铜、铅、镉、砷等离子，得到纯净的硫酸锌溶液。将此溶液与纯碱中和，得到固体的碱式碳酸锌。碱式碳酸锌经洗涤、烘干及煅烧，得到活性氧化锌。
(b)氨法通常是用氨水及碳铵与含锌原料反应，得到锌氨络合物，然后除杂，得到合格的锌氨络合溶
液，然后经过蒸氨，使锌氨络合物转换为碱式碳酸锌。最后经烘干、煅烧而得到活性氧化锌。
以上两种方法，如果工艺过程控制的合理，可以得到粒径在1-100纳米的纳米氧化锌。但两者还是有区别的:酸法在产品质量上有绝对优势;而氨法在成本上优势明显。
纳米(活性)氧化锌为微黄色超细粉末。在饲料行业，此种氧化锌称之为轻质氧化锌。纳米氧化锌的生产工艺复杂，其价格受原料、辅料、设备、工艺成本等诸多因素影响。
氧化锌在橡胶配方中的主要作用如下：
1、活化整个硫化体系
氧化锌和硬脂酸一起形成锌皂，提高了氧化锌在胶料中的溶解度，并与促进剂形成了一种络合物。此种络合物特别活泼，它与硫磺反应生成一种很强的硫化剂。
2、提高交联密度
氧化锌和硬脂酸反应生成zn盐，它与含硫的橡胶促进剂侧挂基团螯合反应，使弱键处于稳定状态，改变硫磺键的裂解位置，使橡胶硫化生成较短的交联键，增加新的交联键，提高交联密度。
3、提高硫化胶的耐老化性能
在硫化和使用过程中，多硫键断裂，产生的H2S会加速橡胶裂解，氧化锌会与其反应形成新的交联键，稳定硫化网络，提高耐老化性能。
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