Fumed silica primary particles are 5–50 nm, but commercial product ships as fused aggregates well above the 100 nm nano threshold — classification hinges on…
آیا سیلیکای دودی نانوماده است؟ تعریف EU، واقعیت آگرگات و معنای آن برای فرمولسازان
ذرات اولیه سیلیکای دودی ۵–۵۰ nm هستند، اما محصول تجاری به صورت آگرگاتهای ذوبشده بسیار فراتر از آستانه نانو ۱۰۰ nm عرضه میشود — طبقهبندی به این بستگی دارد که کدام حالت ذره را مقرراتگذاران اندازهگیری میکنند.
۵–۵۰ nm اندازه ذره اولیه | ۱۰۰–۵۰۰ nm اندازه آگرگات (ذوبشده) | ۵۰٪ آستانه نانو EU | ۵۰–۴۰۰ m²/g محدوده سطح ویژه BET
تعریف نانوماده EU 2022: چه چیزی تغییر کرد | ذرات اولیه در مقابل آگرگاتها: مشکل اندازهگیری | تأثیر مقرراتی: REACH، SDS و تعهدات پاییندستی | معنای این موضوع برای مشخصات فرمولاسیون شما | مقایسه درجات سیلیکای دودی: مشخصات مرتبط با نانو
در این مقاله
توصیه کمیسیون اروپایی در سال ۲۰۲۲ (2022/C 229/01) یک نانوماده را هر مادهای تعریف میکند که حاوی ۵۰٪ یا بیشتر از ذرات سازنده در محدوده اندازه ۱–۱۰۰ nm بر اساس توزیع تعداد باشد. این تعریف جایگزین تعریف ۲۰۱۱ شد و معافیت قبلی برای آگرگاتها و آگلومرهها را حذف کرد — به این معنی که مقرراتگذاران اکنون در نظر میگیرند که آیا ذرات اولیه درون یک ساختار ذوبشده در محدوده نانو قرار میگیرند، نه فقط ابعاد خارجی پودر ارسالشده.
برای تولیدکنندگان سیلیکای دودی، این تمایز حیاتی است. تعریف بهروزشده صریحاً بیان میکند که ذرات موجود در آگرگاتها یا آگلومرهها اگر ذرات سازنده داخلیشان ۱–۱۰۰ nm باشد، در آستانه ۵۰٪ حساب میشوند. پروندههای REACH ثبتشده قبل از ۲۰۲۲ که سیلیکای دودی را بر اساس اندازهگیری آگرگات به عنوان غیرنانو طبقهبندی کردهاند ممکن است نیاز به ارزیابی مجدد داشته باشند.
سیلیکای دودی از طریق هیدرولیز شعلهای کلروسیلانها در دمای ۱۰۰۰–۱۸۰۰ °C تولید میشود. ذرات اولیه ۵–۵۰ nm در منطقه شعله تشکیل میشوند و بلافاصله از طریق پیوندهای Si–O–Si زینتر شده به آگرگاتهای شاخهدار ۱۰۰–۵۰۰ nm ذوب میشوند. این آگرگاتها دائمی هستند — با انرژی پراکنش نمیتوان آنها را از هم جدا کرد. آگلومرههای آگرگاتها از ۱–۱۰۰ μm محدوده دارند و توسط نیروهای واندروالس نگه داشته میشوند که به راحتی توسط برش مختل میشوند.
سوال مقرراتی این است: آیا ذرات اولیه (نانو) یا آگرگاتها (غیرنانو) را اندازهگیری میکنید؟ تصویربرداری TEM ذرات اولیه را در ۵–۵۰ nm حل میکند و وضعیت نانو را تأیید میکند. پراش لیزری آگلومرهها را در ۱–۳۰ μm اندازهگیری میکند و غیرنانو را پیشنهاد میدهد. سطح ویژه BET (50–400 m²/g) بهطور غیرمستقیم ساختار اولیه مقیاس نانو را تأیید میکند — یک درجه ۲۰۰ m²/g معادل قطر کروی ~۱۲ nm است.
بر اساس تعریف بهروزشده، اکثر درجات تجاری سیلیکای دودی بر اساس تجزیه و تحلیل ذرات اولیه به عنوان نانوماده واجد شرایط هستند. این تعهدات خاص REACH را فعال میکند: پیوستهای ثبت نانوفرم (پیوستهای I، III، VI–XII طبق آییننامه 2018/1881)، برچسبگذاری نانو در برگ اطلاعات ایمنی بخش ۳، و مستندات سناریوی قرار گرفتن در معرض برای نقاط پایانی خطر خاص نانو.
تأمینکنندگانی مانند Evonik (AEROSIL)، Cabot (CAB-O-SIL) و Wacker (HDK) پروندههای REACH را برای شامل کردن مشخصهسازی نانوفرم بهروز کردهاند. فرمولسازانی که سیلیکای دودی دریافت میکنند باید تأیید کنند که SDS تأمینکنندهشان تعریف ۲۰۲۲ را منعکس کند و شامل دادههای توزیع اندازه ذرات نانوفرم باشد — معمولاً توسط TEM به عنوان قطر ذره اولیه وزندار شده بر تعداد گزارش میشود.
برای فرمولسازان B2B که از سیلیکای دودی به عنوان تیکسوتروپ، پرکننده تقویتی یا عامل ضدتهنشینی استفاده میکنند، طبقهبندی نانو عملکرد محصول را تغییر نمیدهد. یک درجه با سطح ویژه BET 200 m²/g و ذرات اولیه ۱۲ nm صرفنظر از برچسب مقرراتی رفتار یکسانی دارد. آنچه تغییر میکند مستندات است: پروندههای انطباق REACH، ارزیابیهای قرار گرفتن در معرض در محل کار، و احتمالاً اطلاعات محصول رو به مشتری باید وضعیت نانو را منعکس کند.
هنگام تعیین مشخصات درجات، دادههای مشخصهسازی نانوفرم تأمینکننده را درخواست کنید — اندازه ذره اولیه (TEM)، اندازه آگرگات (DLS یا دیسک سانتریفیوژ)، سطح ویژه BET، و نوع عملآوری سطح (آبدوست در مقابل آبگریز). درجات آبگریز (مثلاً تیمار با دیمتیلدیکلروسیلان، BET 100–140 m²/g) و درجات آبدوست (BET 150–400 m²/g) هر دو تحت تعریف ۲۰۲۲ به عنوان نانوماده طبقهبندی میشوند.
جدول زیر درجات رایج سیلیکای دودی را در پارامترهای مرتبط با نانو مقایسه میکند. همه درجات فهرست شده دارای ذرات اولیه در…
جدول زیر درجات رایج سیلیکای دودی را در پارامترهای مرتبط با نانو مقایسه میکند. همه درجات فهرست شده دارای ذرات اولیه در محدوده ۵–۵۰ nm هستند که طبقهبندی نانو را تحت EU 2022/C 229/01 تأیید میکند.
| نمونه درجه | BET (m²/g) | ذره اولیه (nm) | اندازه آگرگات (nm) | سطح | وضعیت نانو (EU 2022) |
|---|---|---|---|---|---|
| آبدوست 150 | 150 ± 25 | ~14 | 200–350 | نشده (–OH) | بله |
| آبدوست 200 | 200 ± 25 | ~12 | 150–300 | نشده (–OH) | بله |
| آبدوست 300 | 300 ± 25 | ~7 | 100–200 | نشده (–OH) | بله |
| آبگریز R972 | 110 ± 20 | ~16 | 200–400 | DDS-treated | بله |
| آبگریز R812 | 260 ± 30 | ~7 | 100–250 | HMDS-treated | بله |
| آبدوست 380 | 380 ± 30 | ~5 | 100–180 | نشده (–OH) | بله |
همه درجات تجاری سیلیکای دودی بر اساس اندازه ذره اولیه (۵–۵۰ nm) تحت تعریف EU 2022 نانوماده هستند. این طبقهبندی عملکرد را تأثیر نمیدهد اما پروندههای REACH بهروزشده، برچسبگذاری نانو SDS، و مستندات قرار گرفتن در معرض پاییندستی را میطلبد — تأیید کنید که تأمینکنندهتان این انتقال را کامل کرده است.
آیا سیلیکای دودی رسماً به عنوان نانوماده طبقهبندی شده است؟ بله، بر اساس توصیه EU 2022/C 229/01، سیلیکای دودی به عنوان…
آیا سیلیکای دودی رسماً به عنوان نانوماده طبقهبندی شده است؟
بله، بر اساس توصیه EU 2022/C 229/01، سیلیکای دودی به عنوان نانوماده واجد شرایط است زیرا ذرات اولیهاش (۵–۵۰ nm) از آستانه ۵۰٪ مبتنی بر تعداد در محدوده ۱–۱۰۰ nm تجاوز میکند. این صرفنظر از اندازه آگرگات یا آگلومره در پودر ارسالشده اعمال میشود.
تفاوت بین ذرات اولیه و آگرگاتها در سیلیکای دودی چیست؟
ذرات اولیه (۵–۵۰ nm) در طول هیدرولیز شعلهای تشکیل میشوند و بلافاصله از طریق پیوندهای Si–O–Si زینتر شده به آگرگاتهای دائمی (۱۰۰–۵۰۰ nm) ذوب میشوند. آگرگاتها با پراکنش مکانیکی نمیتوان شکست. آگلومرهها خوشههای شل آگرگاتها هستند (۱–۱۰۰ μm) که توسط نیروهای واندروالس نگه داشته میشوند.
آیا طبقهبندی نانوماده عملکرد سیلیکای دودی در فرمولاسیونها را تغییر میدهد؟
خیر. طبقهبندی نانو صرفاً مقرراتی است. یک درجه سیلیکای دودی با سطح ویژه ۲۰۰ m²/g همان عملکرد تیکسوتروپی، ضدتهنشینی و تقویتی را صرفنظر از اینکه آیا به عنوان نانوماده برچسب زده شود یا نه فراهم میکند. فقط تعهدات مستندات و انطباق تغییر میکند.
چه تعهدات REACH به سیلیکای دودی به عنوان نانوماده اعمال میشود؟
ثبت نانوفرم نیاز به پیوستهای بهروزشده I، III و VI–XII با توزیع اندازه ذرات، شیمی سطح و دادههای شکل دارد طبق آییننامه 2018/1881. برگهای اطلاعات ایمنی باید هویت نانوفرم را در بخش ۳ اعلام کنند و سناریوهای قرار گرفتن در معرض باید نقاط پایانی استنشاق خاص نانو را در نظر بگیرند.
چگونه تأیید کنم که سیلیکای دودی تأمینکنندهام با تعریف نانو ۲۰۲۲ مطابقت دارد؟
بسته مشخصهسازی نانوفرم تأمینکننده را درخواست کنید: توزیع اندازه ذره اولیه اندازهگیریشده توسط TEM، اندازهگیری آگرگات DLS یا دیسک سانتریفیوژ، گواهی سطح ویژه BET، و مشخصات عملآوری سطح. SDS (بخش ۳) باید به صراحت به وضعیت نانوفرم تحت 2022/C 229/01 اشاره کند.
آیا عملآوری سطح (آبگریز در مقابل آبدوست) طبقهبندی نانوماده را تأثیر میدهد؟
خیر. هر دو سیلیکای دودی آبدوست (سیلانول نشده) و آبگریز (تیمار شده با DDS، HMDS یا سیلیکون) دارای ذرات اولیه در محدوده ۵–۵۰ nm هستند. عملآوری سطح رفتار خیسشوندگی و پراکنش را تغییر میدهد اما اندازه ذرهای که طبقهبندی نانو را تعیین میکند را تغییر نمیدهد.
获取样品 & TDS
合格采购方可免费索样 · 24 小时内回复。 请告诉我们您计划如何使用 Is Fumed Silica a Nanomaterial? The Classification Debate。