Weißer Ruß, auch bekannt als hydratisierte Kieselsäure oder leichte Kieselsäure, mit der chemischen Bezeichnung Siliciumdioxid (SiO₂), ist ein weißes, ungiftiges, amorphes Pulver im Nanometerbereich. Es verdankt seinen Namen seinem weißen Aussehen und seiner Eignung als Ersatz für Ruß.

I. Grundlegende Informationen

• AussehenWeißes Pulver oder körnige bzw. unregelmäßig geformte Blöcke.
• Chemische EigenschaftenLöslich in ätzenden Laugen und Fluorwasserstoffsäure, unlöslich in Wasser, Lösungsmitteln und Säuren (außer Fluorwasserstoffsäure).
• Physikalische EigenschaftenHohe Temperaturbeständigkeit, nicht entflammbar, geschmacks- und geruchsneutral, mit ausgezeichneter elektrischer Isolierung.
• CAS-Nummer: 10279-57-9
• EINECS-Nummer: 238-878-4

II. Hauptkomponenten und Struktur

Hauptbestandteil von weißem Ruß ist Siliciumdioxid, das durch die Formel SiO₂·nH₂O dargestellt werden kann, wobei nH₂O in Form von Oberflächenhydroxylgruppen vorliegt. Weißer Ruß ist ein poröser Stoff mit einer großen spezifischen Oberfläche und hoher Oberflächenaktivität.

III. Herstellungsverfahren

Zu den Herstellungsverfahren von weißem Ruß zählen hauptsächlich das Gasphasenverfahren, das Fällungsverfahren und das Zersetzungsverfahren.

• GasphasenverfahrenWeißer Ruß wird durch Flammenhydrolyse bei hohen Temperaturen aus Siliciumchloriden (wie z. B. Siliciumtetrachlorid) als Rohstoffen hergestellt. Gasförmiger weißer Ruß zeichnet sich durch geringe Partikelgröße, große spezifische Oberfläche und hohe chemische Reinheit aus, jedoch ist der Herstellungsprozess komplex und vergleichsweise kostenintensiv.
• NiederschlagsmethodeSiliciumdioxid-Präzipitat entsteht durch die Reaktion von Natriumsilicat mit Säure. Anschließend wird durch Filtration, Waschen, Trocknen und weitere Verfahren weißer Ruß gewonnen. Die Technologie zur Herstellung von gefälltem weißen Ruß ist ausgereift und die Anlagen sind einfach, jedoch weist das Produkt eine geringe Aktivität auf und die Partikelgröße ist schwer zu kontrollieren.

IV. Anwendungsgebiete

Weißer Ruß findet aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen breite Anwendung:

1. GummiindustrieWeißer Ruß ist ein wichtiges Verstärkungsmittel für Gummiprodukte, das deren Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Reißfestigkeit und Alterungsbeständigkeit verbessert. Er findet insbesondere in der Reifenherstellung breite Anwendung, da er die Haftung der Reifen erhöht und somit die Fahrsicherheit verbessert.
2. KunststoffindustrieAls Verstärkungsmittel und Füllstoff kann weißer Ruß die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit von Kunststoffen deutlich verbessern und die Verarbeitungseigenschaften von Kunststoffen verbessern.
3. BeschichtungsindustrieWeißer Ruß kann als Pigmentfüllstoff die Deckkraft, Haftung und Witterungsbeständigkeit von Beschichtungen verbessern und die Beschichtungskosten senken.
4. PapierindustrieAls hochwertiger Füllstoff kann weißer Ruß die Weiße, Glätte und den Glanz von Papier verbessern und die Druckeigenschaften des Papiers optimieren.
5. KeramikindustrieBei der Herstellung von Keramikprodukten wird weißer Ruß häufig zur Herstellung von Glasuren und Massen verwendet, um die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit der Keramikprodukte zu verbessern.
6. TintenindustrieAls Pigmentfüllstoff kann weißer Ruß die Deckkraft, Haftung und Stabilität von Druckfarben verbessern und die Druckleistung von Druckfarben steigern.
7. KosmetikindustrieWeißer Ruß kann als Füll- und Verdickungsmittel die Feinheit, Stabilität und Haptik von Kosmetika verbessern, die Talgproduktion der Haut regulieren und die Hautqualität verbessern.
8. PharmaindustrieWeißer Ruß wird hauptsächlich bei der Herstellung pharmazeutischer Formulierungen verwendet, um die Dispersion, Stabilität und Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln zu verbessern und Nebenwirkungen zu reduzieren.