5 grands types de méthodes de modification de surface de la silice
À l’heure actuelle, la production industrielle de silice repose principalement sur la méthode de précipitation. La surface de la silice produite contient un grand nombre de groupes polaires tels que des groupes hydroxyle, ce qui facilite l’absorption des molécules d’eau, a une mauvaise dispersion et est sujette à une agrégation secondaire. problèmes, affectant ainsi l’effet d’application industrielle de la silice. Par conséquent, la plupart des silices nécessitent un traitement de modification de surface avant leur application industrielle afin d’améliorer leurs performances en matière d’application industrielle.
À ce stade, la modification chimique de la surface de la silice comprend principalement la modification du greffage de surface, la modification de l’agent de couplage, la modification du liquide ionique, la modification de l’interface macromoléculaire et la modification combinée, etc. Bien que chaque processus de modification ait ses propres avantages. et caractéristiques, mais actuellement dans les applications industrielles, il repose principalement sur la modification d’un agent de couplage.
1. Modification de la greffe de surface en noir de carbone blanc
Le principe de la méthode de modification de greffage de surface est de greffer un polymère macromoléculaire ayant les mêmes propriétés que le polymère matriciel (comme le caoutchouc) sur la surface de la silice par greffage chimique. D’une part, cela peut améliorer l’interaction entre les particules et la matrice. Et changer la polarité de la surface des particules, d’un autre côté, cela peut également améliorer la dispersion de la silice elle-même. Il convient au greffage de polymères de poids moléculaires plus petits. Les conditions de greffage de polymères de poids moléculaires plus élevés sont difficiles.
2. Modification de l’agent de couplage de silice
Le principe de la modification de l’agent de couplage consiste à utiliser certains groupes fonctionnels sur l’agent de couplage pour réagir chimiquement avec les groupes hydroxyles à la surface du noir de silice, modifiant ainsi la structure et la répartition des groupes sur la surface du noir de silice pour améliorer la compatibilité avec la matrice. et sa propre dispersion. La modification de l’agent de couplage présente les avantages d’un bon effet de modification et d’une contrôlabilité élevée de la réaction, et constitue actuellement l’une des méthodes de modification les plus largement utilisées.
3. Modification du liquide ionique noir de silice
Les liquides ioniques, également appelés liquides ioniques à température ambiante, sont des sels fondus composés de cations organiques et d’anions organiques ou inorganiques, liquides en dessous de 100°C. La modification par liquide ionique utilise des modificateurs de liquide ionique au lieu des modificateurs de phase organique traditionnels pour modifier la silice. Par rapport aux modificateurs de phase organique traditionnels, les phases liquides ioniques sont liquides à température ambiante, ont une forte conductivité et une grande stabilité. Il présente les avantages d’une bonne solubilité, d’une non-volatilité et d’une faible pollution, ce qui est plus conforme aux exigences de la production verte, mais l’effet de modification est médiocre.
4. Modification de l’interface des macromolécules de noir de carbone blanc
Le modificateur utilisé dans la modification de l’interface macromoléculaire est un polymère macromoléculaire contenant des groupes polaires. Au cours de la réaction de modification avec des particules de silice, le squelette moléculaire du modificateur d’interface macromoléculaire peut être introduit dans Il comporte des groupes époxy plus polaires tout en conservant la structure de base de la chaîne principale, améliorant ainsi la compatibilité entre les particules de silice et la matrice et obtenant une meilleure modification de l’interface. effet. Ce procédé peut renforcer de manière synergique la matrice avec l’agent de couplage, mais l’effet de renforcement est faible lorsqu’il est utilisé seul.
5. Noir de carbone blanc combiné à une modification
La modification combinée consiste à modifier la combinaison de silice et d’autres matériaux, combinant leurs avantages respectifs pour améliorer les performances globales des produits en caoutchouc. Cette méthode peut combiner les avantages de deux modificateurs pour améliorer les performances globales de la matrice, mais l’effet de modification est étroitement lié au rapport du modificateur.
Par exemple, le noir de carbone et la silice sont tous deux de bons agents de renforcement dans l’industrie du caoutchouc. Le noir de carbone est l’un des agents de renforcement les plus couramment utilisés dans l’industrie du caoutchouc. La structure spéciale du noir de carbone peut améliorer la résistance à la traction et à la déchirure des matériaux en caoutchouc et améliorer sa résistance à l’usure, sa résistance au froid et d’autres propriétés ; en tant qu’agent de renforcement, le noir de carbone blanc peut améliorer considérablement la résistance au roulement et la résistance au glissement sur sol mouillé des produits en caoutchouc, mais son effet à lui seul n’est pas aussi bon que le noir de carbone. Un grand nombre d’études ont montré que l’utilisation du noir de carbone et de la silice comme agents de renforcement peut combiner les avantages des deux pour améliorer les performances globales des produits en caoutchouc.