Penggunaan silika dalam getah silikon
Silika adalah salah satu bahan anorganik ultra-halus berteknologi tinggi yang paling penting, Kerana saiz zarahnya yang kecil, ia mempunyai luas permukaan tertentu yang besar, penjerapan permukaan yang kuat, tenaga permukaan yang besar, kemurnian kimia tinggi, prestasi penyebaran yang baik, rintangan terma, elektrik rintangan dan sifat khas lain. Dengan kestabilan, peneguhan, penebalan dan thixotropy yang unggul, ia mempunyai ciri-ciri unik dalam banyak bidang dan bidang dan memainkan peranan yang tidak dapat diganti.
Penggunaansilikon dioksidaboleh dibahagikan kepada bahan silikon dan bidang lain, di mana jumlah bahan silikon menyumbang hampir 60% daripada jumlah silika asap. Getah silikon adalah bahan yang paling banyak digunakan dalam bahan silikon, dan jumlah penambahannya boleh mencapai lebih dari 50%. Fumed silica memainkan peranan sebagai penguat dalam getah silikon HVT. Oleh kerana rantai molekul getah silikon sangat fleksibel dan interaksi antara rantai lemah, kekuatan getah silikon tanpa tetulang sangat rendah (tidak lebih daripada 0.4MPa) dan tidak mempunyai nilai penggunaan. Ia hanya boleh digunakan selepas pengukuhan. Walau bagaimanapun, kekuatan getah silikon yang diperkuat oleh silika asap dapat ditingkatkan sebanyak 40 kali.
Pengaruh silika asap terhadap sifat mekanikal getah silikon HTV
Kesan pengukuhan silika asap pada getah silikon HTV dipengaruhi oleh saiz zarah, luas dan struktur perbandingannya. Secara amnya, semakin kecil ukuran zarahnya, semakin tinggi luas dan struktur permukaan spesifiknya, semakin baik kesan pengukuhan dan semakin tinggi kekuatan dan kekerasan vulkanisat. Di samping itu, jumlah silika asap dan penyebarannya dalam matriks juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat-sifat vulkanisat. Rajah 1 menunjukkan kesan jumlah silika asap pada kekuatan tegangan vulkanisat. Ini dapat dilihat dari gambar bahawa dengan peningkatan jumlah silika fumed, kekuatan vulcanizate meningkat, umumnya mencapai puncaknya pada 35-50 phr. Terdapat juga banyak mekanisme pengukuhan dan model silika asap untuk getah silikon. Penjelasan yang lebih diterima adalah bahawa kumpulan hidroksil bebas di permukaan silika asap membentuk gabungan fizikal atau kimia dengan molekul getah silikon, membentuk lapisan penjerapan molekul getah silikon di permukaan silika, membentuk struktur rangkaian tiga dimensi silika asap dan molekul getah silikon, sehingga berkesan mengehadkan getah silikon. ubah bentuk rantai molekul membawa kepada tetulang Perubahan kekuatan air mata vulcanizate mirip dengan kekuatan tegangan, yang meningkat dengan penguatan silika asap. Dengan peningkatan jumlah silika asap, kekuatan air mata mula-mula meningkat, mencapai puncak dan kemudian menurun sedikit.
Pengaruh silika asap terhadap kebolehprosesan getah silikon HTV
Pengaruh silika asap terhadap kebolehprosesan getah silikon HTV umumnya dinyatakan sebagai tahap struktur (△ crepe), yang sama dengan perbezaan antara nilai keplastikan (P28) sebatian yang disimpan pada suhu bilik selama 28 hari dan nilai keplastikan (P0) diukur sebaik sahaja dicampurkan. Nilai keplastikan sebatian itu berkaitan dengan jumlah silika asap, sifat permukaan dan struktur. Sebab struktural adalah bahawa kumpulan hidroksil pada permukaan silika fumed dan atom oksigen dalam getah silikon membentuk ikatan hidrogen, dan permukaan silika menyerap rantai molekul getah silikon, yang menyebabkan penurunan kelancaran sebatian dengan lanjutan masa dan pengerasan sebatian, yang mempengaruhi prestasi pemprosesan. Oleh itu, perlu menambahkan agen kawalan struktur atau memilih silika asap selepas rawatan permukaan dalam proses penggunaan. Penambahan agen kawalan struktur dan rawatan permukaan silika asap adalah melalui reaksi mesin kawalan struktur atau agen rawatan permukaan dengan silikon hidroksil pada permukaan silika, sehingga dapat mengurangkan jumlah hidroksil permukaan, mengurangi jumlah hidrogen ikatan yang terbentuk dengan getah silikon, dan menjadikan campuran lebih stabil. Masa pencampuran dipendekkan dan keplastikan ditingkatkan, yang dapat mengurangkan kesan struktur dan meningkatkan kebolehprosesan dan kestabilan penyimpanan.
Aplikasi silika asap dalam getah silikon RTV
Suhu bilik getah silikon tervulkan (RTV) dapat dibahagikan kepada komponen tunggal (RTV-1) dan dua komponen (RTV-2) dari segi morfologi produk, dan dapat dibahagikan kepada jenis pemeluwapan dan jenis penambahan dari segi mekanisme pemvulkanan. Pada masa ini, silika asap adalah pengisi penguat yang paling banyak digunakan dan berkesan untuk getah silikon RTV. Oleh kerana getah silikon RTV umumnya digunakan sebagai bahan penuangan, penutup, pelapisan dan bahan kedap lain, untuk mengekalkan kelikatan dan kelancaran sebelum pemvulkanan, jumlah silika asap pada umumnya jauh lebih sedikit daripada getah silikon vulkanisasi suhu tinggi, dan sering digunakan bersama dengan penguat tetulang dan separa penguat yang lain untuk memudahkan operasi pembinaan.
Kesan kandungan silika asap terhadap kekuatan tegangan dan kekerasan getah silikon RTV
Silica adalah pengisi penguat yang sangat berkesan untuk getah silikon RTV, yang dapat meningkatkan kekuatannya dengan ketara. Di satu pihak, ini disebabkan oleh kesan saiz kecil dan luas permukaan tertentu zarah-zarah silika asap; di sisi lain, ini kerana terdapat banyak kumpulan hidroksil silikon di permukaan zarah-zarah silika asap, yang dapat membentuk struktur rangkaian melalui ikatan hidrogen dan daya van der Waals. Pada masa yang sama, zarah silika juga mempunyai interaksi yang kuat dengan molekul polysiloxane, yang meningkatkan lekatan antara muka. Semakin kecil ukuran zarah silika, semakin besar luas permukaan spesifiknya, semakin besar permukaan kontak antara zarah dan sebatian, dan semakin banyak titik ikatan, semakin baik prestasi pengukuhan getah silikon RTV, dan semakin tinggi kekuatan tegangannya, kekuatan koyakan, ketahanan aus dan kekerasan vulkanisat. Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, penyebaran menjadi sangat sukar, keanjalan menurun, dan kebolehprosesan merosot. Oleh itu, getah silikon RTV secara amnya mempunyai luas permukaan spesifik yang agak rendah (kurang dari 200m2 / g)） Silika asap digunakan sebagai pengisi [16]. Getah silikon tanpa tetulang rapuh selepas pemvulkanan. Kekerasan getah silikon meningkat dengan peningkatan jumlah silika.
Pengaruh kandungan silika terhadap sifat reologi getah silikon RTV
Silikaagregat mempunyai struktur cabang tiga dimensi, yang dapat membentuk rangkaian interaksi dalam sistem penyebaran. Dengan menggunakan ciri ini, silika dalam bidang sealant, sebagai agen pemekat dan thixotropic, dapat meningkatkan kelikatan, memastikan aliran bebas dari sebatian, dan mencegah kek, kendur dan runtuh. Mekanisme penebalan dan thixotropy silikon dioksida terutamanya disedari oleh interaksi ikatan hidrogen kumpulan hidroksil silikon di permukaan. Apabila tersebar dalam polisiloksana, ikatan hidrogen dihasilkan di antara zarah-zarah yang berbeza melalui kumpulan silikon hidroksil di permukaan, membentuk rangkaian silikon dioksida, yang membatasi kelancaran sistem, meningkatkan kelikatan, dan memainkan peranan penebalan. Apabila dikenakan daya ricih, dioksigen meningkat Pemusnahan rangkaian silikon menyebabkan penurunan kelikatan sistem dan kesan thixotropic, yang bermanfaat untuk pembinaan. Setelah daya ricih hilang, ikatan hidrogen terbentuk semula, rangkaian silika pulih, dan kelikatan sistem sebatian getah silikon RTV secara beransur-ansur meningkat, yang secara efektif mencegah fenomena kendur sebatian semasa pemvulkanan [17]. Sifat anti kendur sistem berkait rapat dengan nilai hasil dan kadar pengurangan rangkaian bahan setelah dicukur. Dalam aplikasi praktikal, semakin tinggi nilai hasil, semakin baik prestasi anti kendur sebatian. Sebatian yang ideal harus mempunyai nilai hasil yang tinggi, indeks pencairan ricih tinggi dan kadar pengurangan yang cepat.
Kesan penyebaran silika pada sifat getah silikon RTV
Apabila silika ditambahkan ke dalam getah silikon RTV, penyebaran silika dalam polimer mesti diperhatikan. Setelah proses penyebaran berhenti, silika asap dengan keadaan penyebaran terbaik akan membentuk rangkaian lengkap dalam sistem, yang mempunyai kelikatan tinggi dan ciri-ciri thixotropy yang sangat baik. Apabila sebatian tersebut dikenakan daya ricih, kelikatannya akan berkurang dengan ketara, menunjukkan kelancaran tertentu. Selepas daya ricih dikeluarkan, kelikatan akan pulih dengan cepat; jika penyebarannya tidak mencukupi atau berlebihan, hanya sebahagian daripada silika asap yang akan terbentuk rangkaian karbon hitam putih Fasa, mengakibatkan kelikatan yang lebih rendah dan thixotropy yang buruk. Dalam sistem telus, semakin tinggi penghantaran, semakin baik penyebaran karbon hitam. Dalam keadaan penyebaran yang sama, produk dengan luas permukaan spesifik yang besar biasanya mempunyai ketelusan yang lebih baik.
Kesimpulannya, silika adalah bahan penguat yang sangat diperlukan untuk getah silikon. Oleh kerana sifatnya yang unik, ia telah digunakan secara meluas di bidang lain, seperti pelapis, dakwat, ubat, kosmetik dan penggilap mekanikal kimia (CMP), dan memiliki masa depan yang cerah.