Silīcija dioksīda pielietošana silikona gumijā
Silīcija dioksīds ir viens no vissvarīgākajiem augsto tehnoloģiju īpaši smalkiem neorganiskiem materiāliem. Tā mazā daļiņu izmēra dēļ tam ir liela īpatnējā virsma, spēcīga virsmas adsorbcija, liela virsmas enerģija, augsta ķīmiskā tīrība, laba dispersijas veiktspēja, termiskā pretestība, elektriskā pretestība un citas īpašas īpašības. Ar savu izcilo stabilitāti, pastiprinājumu, sabiezēšanu un tiksotropiju tam ir unikālas īpašības daudzās disciplīnās un jomās, un tam ir neaizstājama loma.
Pielietojumssilikona dioksīdsvar iedalīt silikona materiālos un citās jomās, kurās silikona materiālu daudzums veido gandrīz 60% no kopējā kūpinātā silīcija dioksīda daudzuma. Silikona gumija ir visbiežāk izmantotais materiāls silikona materiālos, un tā pievienošanas daudzums var sasniegt vairāk nekā 50%. Kūpinātam silīcija dioksīdam galvenokārt ir pastiprinoša loma HVT silikona gumijā. Tā kā silikona gumijas molekulārā ķēde ir ļoti elastīga un ķēžu mijiedarbība ir vāja, silikona gumijas izturība bez stiegrojuma ir ļoti zema (ne vairāk kā 0,4 MPa) un tai nav izmantošanas vērtības. To var pielietot tikai pēc pastiprināšanas. Tomēr silikona gumijas stiprību, kas pastiprināta ar kūpinātu silīcija dioksīdu, var palielināt 40 reizes.
Kūpināta silīcija dioksīda ietekme uz HTV silikona gumijas mehāniskajām īpašībām
Kūpināta silīcija dioksīda pastiprinošo efektu uz HTV silikona gumiju ietekmē tā daļiņu izmērs, salīdzināmais laukums un struktūra. Parasti, jo mazāks ir daļiņu izmērs, jo augstāka ir īpatnējā virsma un struktūra, jo labāks ir armatūras efekts un jo lielāka ir vulkanizāta izturība un cietība. Turklāt liela ietekme uz vulkanizāta īpašībām ir arī kūpināta silīcija dioksīda daudzumam un tā dispersijai matricā. 1. attēlā parādīta izpūstā silīcija dioksīda daudzuma ietekme uz vulkanizāta stiepes izturību. No attēla redzams, ka, palielinoties kūpināta silīcija dioksīda daudzumam, vulkanizāta stiprums palielinās, parasti sasniedzot maksimumu pie 35-50 phr. Ir arī daudz silikona gumijas armatūras mehānismu un dūmgāzu modeļu. Pieņemamāks skaidrojums ir tāds, ka brīvās hidroksilgrupas uz uzpūstā silīcija dioksīda virsmas veido fizikālu vai ķīmisku kombināciju ar silikona gumijas molekulām, veidojot silīcija gumijas molekulu adsorbcijas slāni uz silīcija dioksīda virsmas, veidojot dūmojoša silīcija trīsdimensiju tīkla struktūru. un silikona gumijas molekulas, tādējādi efektīvi ierobežojot silikona gumiju. Molekulārās ķēdes deformācija noved pie pastiprināšanās. Vulkanizāta asaru stiprības izmaiņas ir līdzīgas stiepes izturībai, kas palielinās, pastiprinot kūpinātu silīcija dioksīdu. Palielinoties kūpināta silīcija dioksīda daudzumam, asaru izturība vispirms palielinās, sasniedz maksimumu un pēc tam nedaudz samazinās.
Dūmotā silīcija dioksīda ietekme uz HTV silikona gumijas apstrādājamību
Kūpināta silīcija dioksīda ietekme uz HTV silikona gumijas apstrādājamību parasti tiek izteikta kā struktūras pakāpe (△ kreps), kas ir vienāda ar starpību starp 28 dienas istabas temperatūrā uzglabāta savienojuma plastiskuma vērtību (P28) un plastiskuma vērtība (P0), ko mēra tūlīt pēc sajaukšanas. Savienojuma plastiskuma vērtība ir saistīta ar kūpināta silīcija dioksīda daudzumu, virsmas īpašībām un struktūru. Strukturālais iemesls ir tāds, ka hidroksilgrupas uz uzpūstā silīcija dioksīda virsmas un skābekļa atomi silikona gumijā veido ūdeņraža saites, un silīcija dioksīda virsma adsorbē silikona gumijas molekulāro ķēdi, kas noved pie savienojuma šķidruma samazināšanās ar laika pagarināšana un savienojuma sacietēšana, kas ietekmē apstrādes veiktspēju. Tāpēc pēc virsmas apstrādes lietošanas procesā ir jāpievieno struktūras kontroles līdzeklis vai jāizvēlas kūpināts silīcija dioksīds. Struktūras kontroles līdzekļa pievienošana un kūpināta silīcija dioksīda virsmas apstrāde notiek struktūras vadības mašīnas vai virsmas apstrādes līdzekļa reakcijā ar silīcija hidroksilu uz silīcija dioksīda virsmas, lai samazinātu virsmas hidroksila skaitu, samazinātu ūdeņraža daudzumu saites, kas izveidotas ar silikona gumiju, un padara maisījumu stabilāku. Maisīšanas laiks tiek saīsināts un palielināta plastika, kas var samazināt strukturālo efektu un uzlabot apstrādājamību un uzglabāšanas stabilitāti.
Kūpināta silīcija dioksīda pielietošana RTV silikona gumijā
Telpas temperatūras vulkanizēto (RTV) silikona gumiju produktu morfoloģijas ziņā var iedalīt vienkomponentā (RTV-1) un divkomponentā (RTV-2), un vulkanizācijas mehānisma ziņā to var iedalīt kondensāta un pievienošanas tipā. Pašlaik dūmgāzu silīcija dioksīds ir visplašāk izmantotais un efektīvākais RTV silikona gumijas pastiprinātājs. Tā kā RTV silikona gumiju parasti izmanto kā liešanas, blīvēšanas, pārklājuma un citus blīvējošus materiālus, lai saglabātu viskozitāti un plūstamību pirms vulkanizācijas, dūmotā silīcija dioksīda daudzums parasti ir daudz mazāks nekā augstas temperatūras vulkanizētas silikona gumijas, un tas ir bieži izmanto kopā ar citiem pastiprinošiem un daļēji pastiprinošiem pildvielām, lai atvieglotu būvniecības darbību.
Iedūmotā silīcija dioksīda satura ietekme uz RTV silikona gumijas stiepes izturību un cietību
Silīcija dioksīds ir ļoti efektīvs RTV silikona gumijas pastiprinošais pildviela, kas var ievērojami uzlabot tā izturību. No vienas puses, tas ir saistīts ar kūpinātu silīcija dioksīda daļiņu mazo izmēru efektu un lielo īpatnējo virsmu; no otras puses, tas ir tāpēc, ka uz izplūdušo silīcija dioksīda daļiņu virsmas ir daudz silīcija hidroksilgrupu, kas caur ūdeņraža savienojumu un van der Vālsa spēku var veidot tīkla struktūru. Tajā pašā laikā silīcija dioksīda daļiņām ir arī spēcīga mijiedarbība ar polisiloksāna molekulām, kas uzlabo saskarnes saķeri. Jo mazāks ir silīcija dioksīda daļiņu izmērs, jo lielāks īpatnējās virsmas laukums, jo lielāka ir daļiņu un savienojuma saskares virsma, un jo vairāk savienojuma punktu, jo labāk RTV silikona gumija tiek pastiprināta ar stiprību un jo lielāka ir stiepes izturība, plīsuma izturība, izturība pret nodilumu un vulkanizāta cietība. Tomēr tajā pašā laikā dispersija kļūst ļoti sarežģīta, elastība samazinās un apstrādājamība pasliktinās. Tāpēc RTV silikona gumijai parasti ir relatīvi zems īpatnējās virsmas laukums (mazāks par 200m2 / g). Fill Kā pildvielu tika izmantots kūpināts silīcija dioksīds [16]. Pēc vulkanizācijas silikona gumija ir bez trausluma. Silikona gumijas cietība palielinās, palielinoties silīcija dioksīda daudzumam.
Silīcija dioksīda satura ietekme uz RTV silikona gumijas reoloģiskajām īpašībām
Silīcija dioksīdsagregātam ir trīsdimensiju filiāles struktūra, kas dispersijas sistēmā var veidot mijiedarbības tīklu. Izmantojot šo raksturlielumu, silīcija dioksīds hermētiķa laukā kā biezinātājs un tiksotropisks līdzeklis var palielināt viskozitāti, nodrošināt savienojuma brīvu plūsmu un novērst saķeršanos, sagging un sabrukšanu. Silīcija dioksīda sabiezēšanas un tiksotropijas mehānismu galvenokārt realizē silīcija hidroksilgrupu ūdeņraža saišu mijiedarbība uz virsmas. Izkliedējot polisiloksānā, starp virsmā esošajām silīcija hidroksilgrupām starp dažādām daļiņām rodas ūdeņraža saites, veidojot silīcija dioksīda tīklu, kas ierobežo sistēmas plūstamību, palielina viskozitāti un spēlē sabiezējumu. Kad to pakļauj bīdes spēkam, palielinās dioksigēns. Silikonizētā tīkla iznīcināšana noved pie sistēmas viskozitātes un tiksotropiskā efekta samazināšanās, kas ir labvēlīga konstrukcijai. Kad bīdes spēks pazūd, ūdeņraža saite atkal izveidojas, silīcija dioksīda tīkls atkal atjaunojas, un RTV silikona gumijas savienojumu sistēmas viskozitāte pakāpeniski palielinās, kas efektīvi novērš savienojuma sagging parādību vulkanizācijas laikā [17]. Sistēmas anti-sagging īpašība ir cieši saistīta ar materiāla ražu un tīkla samazināšanas ātrumu pēc griešanas. Praktiski, jo augstāka ražas vērtība, jo labāk ir savienojuma pretestība. Ideālajam savienojumam vajadzētu būt ar augstu ražas vērtību, augstu bīdes atšķaidīšanas indeksu un ātru reducēšanās ātrumu.
Silīcija dioksīda dispersijas ietekme uz RTV silikona gumijas īpašībām
Kad silīcija dioksīdu pievieno RTV silikona gumijā, jāpievērš uzmanība silīcija dioksīda dispersijai polimērā. Pēc dispersijas procesa beigām kvēpinātais silīcija dioksīds ar vislabāko dispersijas stāvokli sistēmā izveidos pilnīgu tīklu, kam ir augsta viskozitāte un lieliskas tiksotropijas īpašības. Kad savienojums tiek pakļauts bīdes spēkam, viskozitāte ievērojami samazināsies, parādot noteiktu plūstamību. Pēc bīdes spēka noņemšanas viskozitāte ātri atjaunosies; ja dispersija nav pietiekama vai pārmērīga, veidojas tikai daļa no izplūdušā silīcija dioksīda. Fāzes baltais kvēpu tīkls, kā rezultātā zemāka viskozitāte un slikta tiksotropija. Caurspīdīgā sistēmā, jo augstāka ir caurlaidība, jo labāk izdala kvēpu. Vienādos dispersijas apstākļos produktiem ar lielu īpatnējo virsmu parasti ir labāka pārredzamība.
Noslēgumā silīcija dioksīds ir neaizstājams silikona gumijas stiprinošais materiāls. Pateicoties unikālajām īpašībām, tas ir plaši izmantots citās jomās, piemēram, pārklājumu, tintes, zāļu, kosmētikas un ķīmiskās mehāniskās pulēšanas (CMP) jomā, un tam ir gaiša nākotne.