5 tipos principales de métodos de modificación de superficies para sílice
En la actualidad, la producción industrial de sílice se basa principalmente en el método de precipitación. La superficie de la sílice producida contiene una gran cantidad de grupos polares, como grupos hidroxilo, lo que facilita la absorción de moléculas de agua, tiene poca dispersión y es propensa a la agregación secundaria. problemas, afectando así el efecto de aplicación industrial de la sílice. Por lo tanto, la mayoría de la sílice necesita un tratamiento de modificación de la superficie antes de su aplicación industrial para mejorar su rendimiento en la aplicación industrial.
En esta etapa, la modificación química de la superficie de la sílice incluye principalmente la modificación del injerto de superficie, la modificación del agente de acoplamiento, la modificación del líquido iónico, la modificación de la interfaz macromolecular y la modificación combinada, etc. Aunque cada proceso de modificación tiene sus propias ventajas. y características, pero actualmente en aplicaciones industriales se basa principalmente en la modificación del agente de acoplamiento.
1. Modificación del injerto de superficie de negro de humo blanco
El principio del método de modificación del injerto de superficie es injertar un polímero macromolecular con las mismas propiedades que el polímero de matriz (como el caucho) en la superficie de sílice mediante injerto químico. Por un lado, puede mejorar la interacción entre las partículas y la matriz. Y cambiar la polaridad de la superficie de la partícula, por otro lado, también puede mejorar la dispersión de la propia sílice. Es adecuado para injertar polímeros con pesos moleculares más pequeños. Las condiciones para injertar polímeros con pesos moleculares más elevados son duras.
2. Modificación del agente de acoplamiento de sílice.
El principio de modificación del agente de acoplamiento es utilizar algunos grupos funcionales en el agente de acoplamiento para reaccionar químicamente con los grupos hidroxilo en la superficie del negro de sílice, cambiando así la estructura y distribución del grupo en la superficie del negro de sílice para mejorar la compatibilidad con la matriz. y su propia dispersión. La modificación del agente de acoplamiento tiene las ventajas de un buen efecto de modificación y una alta controlabilidad de la reacción, y actualmente es uno de los métodos de modificación más utilizados.
3. Modificación del líquido iónico negro de sílice
Los líquidos iónicos, también llamados líquidos iónicos a temperatura ambiente, son sales fundidas compuestas de cationes orgánicos y aniones orgánicos o inorgánicos, que son líquidos por debajo de los 100°C. La modificación de líquidos iónicos utiliza modificadores de líquidos iónicos en lugar de los modificadores de fase orgánica tradicionales para modificar la sílice. En comparación con los modificadores de fase orgánica tradicionales, las fases líquidas iónicas son líquidas a temperatura ambiente, tienen una fuerte conductividad y una alta estabilidad. Tiene las ventajas de buena solubilidad, no volatilidad y baja contaminación, lo que está más en línea con los requisitos de la producción verde, pero el efecto de modificación es pobre.
4. Modificación de la interfaz de macromoléculas de negro de humo blanco.
El modificador utilizado en la modificación de la interfaz macromolecular es un polímero macromolecular que contiene grupos polares. Durante la reacción de modificación con partículas de sílice, se puede introducir la columna vertebral molecular del modificador de interfaz macromolecular. Tiene grupos epoxi más polares mientras se mantiene la estructura básica de la cadena principal, mejorando así la compatibilidad entre las partículas de sílice y la matriz y logrando una mejor modificación de la interfaz. efecto. Este método puede reforzar sinérgicamente la matriz con el agente de acoplamiento, pero el efecto de refuerzo es bajo cuando se usa solo.
5. Negro de humo blanco combinado con modificación.
La modificación combinada consiste en modificar la combinación de sílice y otros materiales, combinando sus respectivas ventajas para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho. Este método puede combinar las ventajas de dos modificadores para mejorar el rendimiento integral de la matriz, pero el efecto de modificación está estrechamente relacionado con la proporción del modificador.
Por ejemplo, el negro de carbón y la sílice son buenos agentes reforzantes en la industria del caucho. El negro de humo es uno de los agentes reforzantes más utilizados en la industria del caucho. La estructura especial del negro de carbón puede mejorar la resistencia a la tracción y al desgarro de los materiales de caucho y mejorar su resistencia al desgaste, resistencia al frío y otras propiedades; Como agente de refuerzo, el negro de humo blanco puede mejorar significativamente la resistencia a la rodadura y la resistencia al deslizamiento en húmedo de los productos de caucho, pero su efecto por sí solo no es tan bueno como el del negro de humo. Una gran cantidad de estudios han demostrado que el uso de negro de humo y sílice como agentes de refuerzo puede combinar las ventajas de ambos para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho.