خوب بودن یا نبودن اثر اصلاح سطح پودر سیلیس به این نکات بستگی دارد!

پودر سیلیس خود یک ماده قطبی و آبدوست است. دارای خواص رابط متفاوت با ماتریس پلیمری است و سازگاری ضعیفی دارد. اغلب پراکندگی در مواد پایه دشوار است. بنابراین معمولاً اصلاح سطح پودر سیلیس مورد نیاز است. تغییر هدفمند خواص فیزیکی و شیمیایی سطح پودر سیلیس با توجه به نیازهای کاربرد و در نتیجه بهبود سازگاری آن با مواد پلیمری آلی و تامین نیازهای پراکندگی و سیالیت آن در مواد پلیمری.

عواملی مانند کیفیت مواد اولیه پودر سیلیس، فرآیند اصلاح، روش اصلاح سطح و اصلاح کننده، دوز اصلاح کننده، شرایط فرآیند اصلاح (دمای اصلاح، زمان، pH و سرعت هم زدن) همگی بر اثر اصلاح سطح پودر سیلیس تأثیر می‌گذارند. در این میان روش‌های اصلاح سطح و اصلاح‌کننده‌ها از عوامل اصلی تأثیرگذار بر اثر اصلاح هستند.

1. کیفیت مواد خام پودر سیلیس

نوع، اندازه ذرات، سطح ویژه، گروه های عملکردی سطح و سایر خواص پودر سیلیس به طور مستقیم بر ترکیب آن با اصلاح کننده های سطح تأثیر می گذارد. اثرات اصلاحی انواع پودر سیلیس نیز متفاوت است. در میان آنها، پودر سیلیس کروی دارای سیالیت خوبی است، به راحتی با اصلاح کننده در طول فرآیند اصلاح ترکیب می شود و می تواند بهتر در سیستم پلیمری آلی پراکنده شود. و چگالی، سختی، ثابت دی الکتریک و سایر خواص به طور قابل توجهی بهتر از پودر سیلیس زاویه ای است.

2. روش ها و اصلاح کننده های اصلاح سطح

در حال حاضر روش‌های اصلاح سطح پودر سیلیس عمدتاً اصلاح آلی، اصلاح معدنی و اصلاح مکانیکی است که در این میان رایج‌ترین روش اصلاح مورد استفاده اصلاح آلی است. هنگامی که اثر اصلاح منفرد خوب نیست، می توانید ترکیب اصلاح ارگانیک را با سایر روش های اصلاح برای اصلاح ترکیبی در نظر بگیرید.

(1) اصلاح ارگانیک
اصلاح آلی روشی است که از گروه های عاملی در مواد آلی برای انجام جذب فیزیکی، جذب شیمیایی و واکنش های شیمیایی بر روی سطح پودر سیلیس برای تغییر خواص سطحی پودر سیلیس استفاده می کند.

(2) اصلاح غیر آلی
اصلاح غیر آلی به پوشش یا ترکیب فلزات، اکسیدهای معدنی، هیدروکسیدها و غیره بر روی سطح پودر سیلیس برای دادن عملکردهای جدید به ماده اشاره دارد. به عنوان مثال، اویاما و همکاران. از یک روش بارش برای پوشاندن سطح SiO2 با Al(OH)3 استفاده کرد و سپس SiO2 اصلاح شده را با پلی دی‌وینیل بنزن پیچیده کرد، که می‌تواند الزامات کاربرد خاصی را برآورده کند.

(3) اصلاح مکانیکی
منظور از اصلاح مکانیکی شیمیایی، ابتدا استفاده از آسیاب بسیار ریز و سایر نیروهای مکانیکی قوی برای فعال کردن سطح ذرات پودر برای افزایش نقاط فعال یا گروه‌های فعال در سطح پودر سیلیس و سپس ترکیب اصلاح‌کننده‌ها برای دستیابی به اصلاح ترکیبی پودر سیلیس است.

3. دوز اصلاح کننده

مقدار اصلاح کننده معمولاً به تعداد نقاط فعال (مانند Si-OH) روی سطح پودر سیلیس و لایه تک مولکولی و ضخامت دو مولکولی اصلاح کننده که سطح را می پوشاند مربوط می شود.

وقتی مقدار اصلاح کننده خیلی کم باشد، درجه فعال شدن سطح پودر سیلیس اصلاح شده زیاد نخواهد بود. هنگامی که مقدار اصلاح کننده بیش از حد زیاد باشد، نه تنها هزینه اصلاح را افزایش می دهد، بلکه یک لایه فیزیکی چند لایه روی سطح پودر سیلیس اصلاح شده تشکیل می دهد. جذب سطحی بین پودر سیلیس و پلیمر آلی را به یک لایه ضعیف تبدیل می کند و در نتیجه قادر به عملکرد به عنوان یک پل مولکولی نیست.

4. فرآیند اصلاح و بهینه سازی شرایط

فرآیندهای اصلاح رایج برای پودر سیلیس عمدتاً شامل اصلاح خشک، اصلاح مرطوب و اصلاح کامپوزیت است.

اصلاح خشک اصلاحی است که در آن پودر سیلیس در یک تجهیزات اصلاحی در حالت نسبتاً خشک پراکنده شده و با مقدار معینی اصلاح کننده سطح در دمای معینی ترکیب می شود. فرآیند اصلاح خشک ساده است و هزینه تولید پایینی دارد. در حال حاضر روش اصلی اصلاح سطح پودر سیلیس خانگی است و برای پودر سیلیس در سطح میکرون مناسب است.

علاوه بر این، برای دستیابی به اثر اصلاحی خوب پودر سیلیس، دما، pH، زمان، سرعت هم زدن و سایر شرایط فرآیند در طول فرآیند اصلاح باید کنترل شود.

دمای اصلاح یک شرط مهم برای تراکم، کم آبی و تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی بین اصلاح کننده و پودر سیلیس است. دمای اصلاح نباید خیلی زیاد یا خیلی پایین باشد. دمای بیش از حد بالا باعث تجزیه یا تبخیر اصلاح کننده می شود و دمای بسیار پایین باعث تجزیه یا تبخیر اصلاح کننده می شود. این باعث کاهش سرعت واکنش بین اصلاح کننده و پودر سیلیس می شود و بر اثر اصلاح اثر می گذارد.