Нанасяне на силициев диоксид в силиконова гума
Силициевият диоксид е един от най-важните високотехнологични ултрафини неорганични материали, поради малкия си размер на частиците, той има голяма специфична повърхност, силна повърхностна адсорбция, голяма повърхностна енергия, висока химическа чистота, добри дисперсионни характеристики, термично съпротивление, електрически устойчивост и други специални свойства. Със своята превъзходна стабилност, подсилване, удебеляване и тиксотропия, той има уникални характеристики в много дисциплини и области и играе незаменима роля.
Използването насилициев диоксидмогат да бъдат разделени на силиконови материали и други области, в които количеството силиконови материали съставлява близо 60% от общото количество димящ силициев диоксид. Силиконовият каучук е най-използваният материал в силиконовите материали и количеството му на добавяне може да достигне повече от 50%. Димният силициев диоксид играе главно подсилваща роля в HVT силиконовия каучук. Тъй като молекулярната верига от силиконов каучук е много гъвкава и взаимодействието между веригите е слабо, якостта на силиконовата гума без подсилване е много ниска (не повече от 0,4MPa) и няма ползваща стойност. Може да се прилага само след подсилване. Силата на силиконовия каучук, подсилен от димящ силициев диоксид, обаче може да се увеличи с 40 пъти.
Ефект на димящ силициев диоксид върху механичните свойства на HTV силиконов каучук
Подсилващият ефект на изпарения силициев диоксид върху HTV силиконов каучук се влияе от размера на частиците, сравнителната площ и структура. Като цяло, колкото по-малък е размерът на частиците, толкова по-висока е специфичната повърхност и структура, толкова по-добър е усилващият ефект и толкова по-висока е якостта и твърдостта на вулканизата. Освен това количеството изпарен силициев диоксид и неговата дисперсия в матрицата също оказват голямо влияние върху свойствата на вулканизата. Фигура 1 показва ефекта от количеството изпарен силициев диоксид върху якостта на опън на вулканизата. От фигурата може да се види, че с увеличаването на количеството изпарен силициев диоксид, силата на вулканизат се увеличава, като обикновено достига пик при 35-50 phr. Съществуват и много армировъчни механизми и модели от димен силициев диоксид за силиконова гума. По-приетото обяснение е, че свободните хидроксилни групи на повърхността на изпарения силициев диоксид образуват физическа или химична комбинация с молекули силиконов каучук, образувайки адсорбционен слой от молекули силиконов каучук на повърхността на силициев диоксид, образувайки триизмерна мрежова структура от димящ силициев диоксид и молекули силиконов каучук, като по този начин ефективно ограничават силиконовия каучук Деформацията на молекулярната верига води до подсилване. Промяната на якостта на разкъсване на вулканизат е подобна на тази на якостта на опън, която се увеличава с укрепването на димния силициев диоксид. С увеличаването на количеството изпарен силициев диоксид, якостта на разкъсване първо се увеличава, достига пика и след това леко намалява.
Ефект на димящ силициев диоксид върху обработваемостта на HTV силиконов каучук
Ефектът на изпарения силициев диоксид върху обработваемостта на HTV силиконов каучук обикновено се изразява като степента на структура (△ креп), която е равна на разликата между стойността на пластичността (P28) на съединението, съхранявано при стайна температура в продължение на 28 дни и стойност на пластичност (P0), измерена веднага след смесване. Стойността на пластичността на съединението е свързана с количеството изпарен силициев диоксид, повърхностните свойства и структурата. Структурната причина е, че хидроксилните групи на повърхността на изпарения силициев диоксид и кислородните атоми в силиконовия каучук образуват водородни връзки, а силициевата повърхност адсорбира молекулярната верига на силиконовия каучук, което води до намаляване на течливостта на съединението с удължаването на времето и втвърдяването на съединението, което влияе върху ефективността на обработката. Следователно е необходимо да се добави агент за контрол на структурата или да се избере димен силициев диоксид след повърхностна обработка в процеса на използване. Добавянето на агент за контрол на структурата и повърхностната обработка на димящ силициев диоксид са чрез реакцията на машината за контрол на структурата или повърхностно обработващия агент със силициев хидроксил на повърхността на силициев диоксид, така че да се намали броят на повърхностния хидроксил, да се намали броят на водорода връзки, образувани със силиконов каучук, и правят сместа по-стабилна. Времето на смесване се съкращава и пластичността се увеличава, което може да намали структурния ефект и да подобри обработваемостта и стабилността при съхранение.
Нанасяне на димен силициев диоксид в RTV силиконов каучук
Силиконовият каучук със стайна температура (RTV) може да бъде разделен на еднокомпонентен (RTV-1) и двукомпонентен (RTV-2) по отношение на морфологията на продукта и може да бъде разделен на тип кондензация и тип добавка по отношение на механизма на вулканизация. В момента димният силициев диоксид е най-широко използваният и ефективен подсилващ пълнител за RTV силиконова гума. Тъй като RTV силиконовият каучук обикновено се използва за изливане, уплътняване, нанасяне на покрития и други уплътняващи материали, за да се поддържа вискозитетът и течливостта преди вулканизацията, количеството изпарен силициев диоксид обикновено е много по-малко от това на високотемпературната вулканизирана силиконова гума често се използва заедно с други подсилващи и полуусилващи пълнители за улесняване на строителните операции.
Влияние на съдържанието на димящ силициев диоксид върху якостта на опън и твърдостта на RTV силиконова гума
Силициевият диоксид е много ефективен подсилващ пълнител за RTV силиконов каучук, който може значително да подобри здравината му. От една страна, това се дължи на ефекта с малки размери и голямата специфична повърхност на изпарените силициеви частици; от друга страна, това е така, защото на повърхността на изпарените силициеви частици има много силициеви хидроксилни групи, които могат да образуват мрежова структура чрез водородна връзка и Ван дер Ваалсова сила. В същото време силициевите частици също имат силно взаимодействие с молекулите на полисилоксан, което подобрява адхезията на интерфейса. Колкото по-малък е размерът на частиците от силициев диоксид, толкова по-голяма е специфичната повърхност, толкова по-голяма е контактната повърхност между частиците и съединението и колкото повече са точките на свързване, толкова по-добри са усилителните характеристики на RTV силиконовия каучук и толкова по-висока е якостта на опън, якост на разкъсване, устойчивост на износване и твърдост на вулканизат. В същото време дисперсията става много трудна, еластичността намалява и обработваемостта се влошава. Следователно RTV силиконовият каучук обикновено има относително ниска специфична повърхност (по-малка от 200 m2 / g). Fil Като пълнител е използван димен силициев диоксид [16]. Силиконовата гума без армировка е чуплива след вулканизация. Твърдостта на силиконовия каучук се увеличава с увеличаване на количеството силициев диоксид.
Влияние на съдържанието на силициев диоксид върху реологичните свойства на RTV силиконовия каучук
Силициев диоксидагрегатът има триизмерна клонова структура, която може да формира мрежа за взаимодействие в дисперсионната система. Използвайки тази характеристика, силициевият диоксид в областта на уплътнителя, като сгъстител и тиксотропен агент, може да увеличи вискозитета, да осигури свободния поток на съединението и да предотврати слепването, провисването и разпадането. Механизмът на удебеляване и тиксотропия на силициевия диоксид се реализира главно чрез взаимодействието на водородните връзки на силициевите хидроксилни групи на повърхността. Когато се диспергира в полисилоксан, се образуват водородни връзки между различни частици чрез силициевите хидроксилни групи на повърхността, образувайки мрежа от силициев диоксид, която ограничава течливостта на системата, увеличава вискозитета и играе уплътняваща роля. Когато е подложен на срязваща сила, диоксидът се увеличава Разрушаването на силиконизираната мрежа води до намаляване на вискозитета на системата и тиксотропен ефект, което е от полза за конструкцията. След като силата на срязване изчезне, водородната връзка се формира, силициевата мрежа се възстановява и вискозитетът на RTV системата от силиконови каучукови смеси постепенно се повишава, което ефективно предотвратява увисналото явление на съединението по време на вулканизация [17]. Свойството против провисване на системата е тясно свързано със стойността на добива и скоростта на намаляване на мрежата на материала след срязване. В практическо приложение, колкото по-висока е стойността на добива, толкова по-добри са противовъзпалителните характеристики на съединението. Идеалното съединение трябва да има висока стойност на добив, висок индекс на разреждане на срязване и бърза скорост на редукция.
Ефект на дисперсията на силициев диоксид върху свойствата на RTV силиконов каучук
Когато силициев диоксид се добавя към RTV силиконова гума, трябва да се обърне внимание на дисперсията на силициев диоксид в полимер. След спиране на процеса на диспергиране, димящият силициев диоксид с най-добро състояние на дисперсия ще образува цялостна мрежа в системата, която има висок вискозитет и отлични тиксотропни характеристики. Когато съединението е подложено на срязваща сила, вискозитетът ще намалее значително, показвайки известна течливост. След отстраняване на срязващата сила вискозитетът ще се възстанови бързо; ако дисперсията не е достатъчна или прекомерна, само част от изпарения силициев диоксид ще се образува Фаза бяла мрежа от сажди, което води до по-нисък вискозитет и лоша тиксотропия. В прозрачната система, колкото по-висока е пропускливостта, толкова по-добра е дисперсията на сажди. При същите условия на дисперсия продуктите с голяма специфична повърхност обикновено имат по-добра прозрачност.
В заключение, силициевият диоксид е незаменим подсилващ материал за силиконова гума. Поради уникалните си свойства, той е широко използван в други области, като покрития, мастило, медицина, козметика и химическо механично полиране (CMP), и има светло бъдеще.