¿Por qué se debe modificar la sílice? ¿Qué métodos hay?

La capa superficial de sílice tiene una gran cantidad de grupos hidroxilo, que interactúan entre sí, lo que afecta el rendimiento general del material. Por ejemplo, la sílice se aglomera debido a la naturaleza hidrófila de los grupos hidroxilo superficiales. Debido a este fenómeno, cuando el material compuesto de caucho se somete a cierta carga, la fuerza de fricción relativa dentro del material aumentará, afectando las propiedades mecánicas del material compuesto.

Debido a la gran cantidad de grupos hidroxilo, que son alcalinos, la sílice también será débilmente alcalina. Al encontrarse con algunos aceleradores alcalinos, reaccionará con ellos, lo que causará algunos problemas en el proceso de vulcanización de los compuestos de caucho. Influencia, conducirá a un tiempo más largo para la vulcanización del caucho, lo que producirá una serie de reacciones en cadena, como el aumento de la fricción interna, la reducción de la densidad de reticulación, etc.

En aplicaciones industriales y prácticas tradicionales, se divide en dos tipos según las propiedades de los modificadores, a saber, modificación orgánica e inorgánica. Entre ellos, el método de modificación de materia orgánica es ampliamente aceptado, el cual se puede dividir en tres tipos según el método de proceso, método seco, método húmedo y método de autoclave.

Para los modificadores que se han determinado, se pueden combinar diferentes métodos de modificación para lograr diferentes efectos de modificación. Hay muchas técnicas de modificación, cada una con sus propias ventajas y desventajas.

Una es injertar la superficie de las partículas de sílice al polímero con propiedades similares, lo que se conoce comúnmente como el método de modificación de injerto de superficie, que es adecuado para injertar polímeros con pesos moleculares más pequeños, pero las condiciones para el injerto también son muy estrictas;

El segundo es el método de modificación del agente de acoplamiento de silano. En el proceso de preparación, el grupo funcional del agente de acoplamiento reacciona con el grupo hidrófilo de la partícula y, sobre esta base, se modifica el material;

El tercero es el método de modificación de líquido iónico. La sílice se coloca en el líquido de partículas para que reaccione con él y mejore la dispersabilidad de la sílice. Aunque este método tiene poca contaminación y es fácil de operar, el efecto de modificación es pobre;

El cuarto es la modificación de la interfaz macromolecular. Este método de modificación tiene un efecto pobre cuando se usa solo, pero puede cooperar con el agente de acoplamiento en un entorno específico;

El quinto es usar el método de modificación en combinación, es decir, combinar una variedad de métodos de modificación, aprovechar sus fortalezas y evitar sus debilidades, e integrar sus respectivas ventajas para mejorar la calidad de la modificación. Por ejemplo, el método de modificación in situ desarrollado por primera vez por Michelin realiza aproximadamente el proceso de agregar agente de acoplamiento de silano y sílice y otras sustancias al caucho durante la mezcla, y los dos reaccionan bajo ciertas condiciones del sistema. Existe cierta fuerza entre el agente de acoplamiento y la mezcla de caucho, que no solo puede destruir los agregados de sílice, sino también modificar hidrofóbicamente la sílice. Sin embargo, este método requiere mucha energía y es difícil de controlar de manera eficiente, por lo que se deben realizar las mejoras adecuadas para evitar estos defectos. Además, es probable que el agente de acoplamiento restante permanezca en él, lo que afecta las propiedades del material compuesto.

También existe una tecnología de modificación en seco similar a la modificación in situ. El propósito es obtener sílice altamente hidrofóbica a través de la reacción del agente de acoplamiento de silano y sílice en condiciones de alta temperatura. Sin embargo, en este proceso también se consume mucha energía.

En la actualidad, se acepta la tecnología de modificación húmeda, que requiere que el agente de acoplamiento de silano reaccione con la sílice en una solución. Esta tecnología no solo no necesita consumir mucha energía, sino que también es relativamente controlable.

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la modificación de polímeros se ha convertido en una nueva tendencia de desarrollo. Debido a que este nuevo material compuesto combina las ventajas de dos o más materiales, tiene propiedades de unión muy superiores y resuelve el problema de los coeficientes de expansión no uniformes de los dos materiales experimentales a alta temperatura y alta presión, es un material compuesto de caucho. El estudio del comportamiento mecánico ha constituido una buena base. En lo que respecta al caucho de silicona, el uso de sílice modificada con carbonato de calcio nano como agente de refuerzo no solo puede satisfacer el efecto de refuerzo, sino también mejorar las propiedades reológicas del caucho de silicona, logrando así el efecto de mejorar el procesamiento de moldeado productos