Pourquoi modifier la silice ? Quelles sont les méthodes ?
La couche superficielle de silice comporte un grand nombre de groupes hydroxyle, qui interagissent les uns avec les autres, affectant ainsi les performances globales du matériau. Par exemple, la silice s’agglomère en raison de la nature hydrophile des groupes hydroxyle de surface. En raison de ce phénomène, lorsque le matériau composite en caoutchouc est soumis à une certaine charge, la force de frottement relative à l’intérieur du matériau augmente, affectant les propriétés mécaniques du matériau composite.
En raison d’un grand nombre de groupes hydroxyle, qui sont alcalins, la silice sera également faiblement alcaline. Lorsqu’il rencontre certains accélérateurs alcalins, il réagit avec eux, ce qui causera des problèmes dans le processus de vulcanisation des composites de caoutchouc. Influence, conduira à un temps plus long pour la vulcanisation du caoutchouc, ce qui produira une série de réactions en chaîne, telles que l’augmentation du frottement interne, la réduction de la densité de réticulation, etc.
Dans les applications industrielles et pratiques traditionnelles, il est divisé en deux types selon les propriétés des modificateurs, à savoir la modification organique et inorganique. Parmi eux, la méthode de modification de la matière organique est largement acceptée, qui peut être divisée en trois types selon la méthode de traitement, la méthode sèche, la méthode humide et la méthode autoclave.
Pour les modificateurs qui ont été déterminés, différentes méthodes de modification peuvent être associées pour obtenir différents effets de modification. Il existe de nombreuses techniques de modification, chacune avec ses propres avantages et inconvénients.
L’une consiste à greffer la surface des particules de silice sur le polymère aux propriétés similaires, communément appelée méthode de modification par greffage de surface, adaptée au greffage de polymères de poids moléculaire plus faible, mais les conditions de greffage sont également très strictes ;
La seconde est la méthode de modification de l’agent de couplage silane. Dans le processus de préparation, le groupe fonctionnel sur l’agent de couplage réagit avec le groupe hydrophile de la particule, et sur cette base, le matériau est modifié ;
La troisième est la méthode de modification liquide ionique. La silice est placée dans le liquide particulaire pour réagir avec lui afin d’améliorer la dispersibilité de la silice. Bien que cette méthode soit peu polluante et facile à mettre en oeuvre, l’effet de modification est faible ;
Le quatrième est la modification de l’interface macromoléculaire. Cette méthode de modification a un effet médiocre lorsqu’elle est utilisée seule, mais peut coopérer avec l’agent de couplage dans un environnement spécifique ;
Le cinquième est d’utiliser la méthode de modification en combinaison, c’est-à-dire de combiner une variété de méthodes de modification, de tirer parti de leurs forces et d’éviter leurs faiblesses, et d’intégrer leurs avantages respectifs pour améliorer la qualité de la modification. Par exemple, la méthode de modification in situ développée pour la première fois par Michelin, réalise à peu près le processus d’ajout d’un agent de couplage silane et de silice et d’autres substances au caoutchouc pendant le mélange, et les deux réagissent dans certaines conditions du système. Il existe une certaine force entre l’agent de couplage et le mélange de caoutchouc, qui peut non seulement détruire les agrégats de silice, mais également modifier de manière hydrophobe la silice. Cependant, cette méthode nécessite beaucoup d’énergie et est difficile à contrôler efficacement, des améliorations appropriées doivent donc être apportées pour éviter ces défauts. De plus, l’agent de couplage restant est susceptible d’y rester, ce qui affecte les propriétés du matériau composite.
Il existe également une technologie de modification à sec similaire à la modification in situ. Le but est d’obtenir de la silice hautement hydrophobe par la réaction d’un agent de couplage silane et de silice dans des conditions de température élevée. Cependant, dans ce processus , consomme également beaucoup d’énergie.
À l’heure actuelle, la technologie de modification par voie humide est acceptée, ce qui nécessite que l’agent de couplage au silane réagisse avec la silice dans une solution. Non seulement cette technologie n’a pas besoin de consommer beaucoup d’énergie, mais elle est également relativement contrôlable.
Avec le développement de la science et de la technologie, la modification des polymères est devenue une nouvelle tendance de développement. Parce que ce nouveau matériau composite combine les avantages de deux matériaux ou plus, possède des propriétés de liaison très supérieures et résout le problème des coefficients de dilatation non uniformes des deux matériaux expérimentaux à haute température et haute pression, il s’agit d’un matériau composite en caoutchouc. L’étude du comportement mécanique a constitué une bonne base. En ce qui concerne le caoutchouc de silicone, l’utilisation de silice modifiée au carbonate de nano-calcium comme agent de renforcement peut non seulement satisfaire l’effet de renforcement, mais également améliorer les propriétés rhéologiques du caoutchouc de silicone, obtenant ainsi l’effet d’améliorer le traitement de moulé des produits.