5 نوع عمده از روش های اصلاح سطح برای سیلیس

در حال حاضر تولید صنعتی سیلیس عمدتاً بر اساس روش بارش است. سطح سیلیس تولیدی حاوی تعداد زیادی گروه قطبی مانند گروه های هیدروکسیل است که جذب مولکول های آب را آسان می کند، پراکندگی ضعیفی دارد و مستعد تجمع ثانویه است. مشکلات، بنابراین بر اثر کاربرد صنعتی سیلیس تأثیر می گذارد. بنابراین، بیشتر سیلیس قبل از کاربرد صنعتی نیاز به عملیات اصلاح سطحی دارد تا عملکرد کاربرد صنعتی خود را بهبود بخشد.

در این مرحله، اصلاح سطح شیمیایی سیلیس عمدتاً شامل اصلاح پیوند سطحی، اصلاح عامل جفت‌کننده، اصلاح مایع یونی، اصلاح رابط ماکرومولکولی و اصلاح ترکیبی و غیره است. اگرچه هر فرآیند اصلاح مزایای خاص خود را دارد. و ویژگی ها، اما در حال حاضر در کاربردهای صنعتی عمدتا بر اساس اصلاح عامل جفت است.

1. اصلاح پیوند سطح کربن سیاه سفید

اصل روش اصلاح پیوند سطحی پیوند زدن یک پلیمر ماکرومولکولی با همان خواص پلیمر زمینه (مانند لاستیک) روی سطح سیلیس از طریق پیوند شیمیایی است. از یک طرف، می تواند تعامل بین ذرات و ماتریس را افزایش دهد. و قطبیت سطح ذرات را تغییر می دهد، از سوی دیگر، می تواند پراکندگی سیلیس را نیز بهبود بخشد. برای پیوند پلیمرهایی با وزن مولکولی کوچکتر مناسب است. شرایط برای پیوند پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر سخت است.

2. اصلاح عامل جفت کننده سیلیس

اصل اصلاح عامل کوپلینگ استفاده از برخی گروه های عاملی روی عامل جفت کننده برای واکنش شیمیایی با گروه های هیدروکسیل روی سطح سیلیس سیاه است، در نتیجه ساختار گروه و توزیع آن روی سطح سیلیس سیاه برای بهبود سازگاری با ماتریس تغییر می کند. و پراکندگی خودش اصلاح عامل کوپلینگ دارای مزایای اثر اصلاح خوب و قابلیت کنترل واکنش بالا است و در حال حاضر یکی از پرکاربردترین روش های اصلاح است.

3. اصلاح مایع یونی سیاه سیلیس

مایعات یونی که مایعات یونی دمای اتاق نیز نامیده می شوند، نمک های مذابی هستند که از کاتیون های آلی و آنیون های آلی یا معدنی تشکیل شده اند که در دمای کمتر از 100 درجه سانتی گراد مایع هستند. اصلاح مایع یونی از اصلاح کننده های مایع یونی به جای اصلاح کننده های فاز آلی سنتی برای اصلاح سیلیس استفاده می کند. در مقایسه با اصلاح‌کننده‌های فاز آلی سنتی، فازهای مایع یونی در دمای اتاق مایع هستند، رسانایی قوی دارند و پایداری بالایی دارند. دارای مزایای حلالیت خوب، عدم فرار و آلودگی کم است که بیشتر با الزامات تولید سبز مطابقت دارد، اما اثر اصلاح ضعیف است.

4. اصلاح واسط ماکرومولکول های کربن سیاه سفید

اصلاح کننده مورد استفاده در اصلاح رابط ماکرومولکولی یک پلیمر ماکرومولکولی حاوی گروه های قطبی است. در طی واکنش اصلاح با ذرات سیلیکا، می توان ستون فقرات مولکولی اصلاح کننده رابط ماکرومولکولی را وارد کرد و با حفظ ساختار اصلی زنجیره اصلی، گروه های اپوکسی قطبی بیشتری دارد، در نتیجه سازگاری بین ذرات سیلیس و ماتریس را بهبود می بخشد و به اصلاح رابط بهتر دست می یابد. اثر این روش می تواند به طور هم افزایی ماتریس را با عامل جفت کننده تقویت کند، اما اثر تقویت کننده زمانی که به تنهایی استفاده می شود کم است.

5. کربن سیاه سفید همراه با اصلاح

ترکیب اصلاح عبارت است از اصلاح ترکیب سیلیس و سایر مواد، با ترکیب مزایای مربوطه آنها برای بهبود عملکرد کلی محصولات لاستیکی. این روش می‌تواند مزایای دو اصلاح‌کننده را برای بهبود عملکرد جامع ماتریس ترکیب کند، اما اثر اصلاح ارتباط نزدیکی با نسبت اصلاح‌کننده دارد.

به عنوان مثال، کربن سیاه و سیلیس هر دو عوامل تقویت کننده خوبی در صنعت لاستیک هستند. کربن بلک یکی از رایج ترین عوامل تقویت کننده در صنعت لاستیک است. ساختار ویژه کربن سیاه می تواند استحکام کششی و پارگی مواد لاستیکی را افزایش دهد و مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر سرما و سایر خواص را بهبود بخشد. به عنوان یک عامل تقویت کننده، کربن سیاه سفید می تواند به طور قابل توجهی مقاومت غلتشی و مقاومت در برابر لغزش مرطوب محصولات لاستیکی را بهبود بخشد، اما اثر آن به تنهایی به خوبی کربن سیاه نیست. تعداد زیادی از مطالعات نشان داده اند که استفاده از کربن سیاه و سیلیس به عنوان عوامل تقویت کننده می تواند مزایای هر دو را برای بهبود عملکرد کلی محصولات لاستیکی ترکیب کند.