Mengapa silika harus dimodifikasi? Metode apa saja yang ada?

Lapisan permukaan silika memiliki sejumlah besar gugus hidroksil, yang berinteraksi satu sama lain, sehingga mempengaruhi kinerja material secara keseluruhan. Misalnya, silika menggumpal karena sifat hidrofilik dari gugus hidroksil permukaan. Karena fenomena ini, ketika material komposit karet dikenai beban tertentu, gaya gesekan relatif di dalam material akan meningkat, yang mempengaruhi sifat mekanik material komposit.

Karena banyaknya gugus hidroksil yang bersifat basa, silika juga akan bersifat basa lemah. Ketika menghadapi beberapa akselerator alkali, itu akan bereaksi dengan mereka, yang akan menyebabkan beberapa masalah dalam proses vulkanisasi komposit karet. Pengaruhnya, akan menyebabkan waktu yang lebih lama untuk vulkanisasi karet, yang akan menghasilkan serangkaian reaksi berantai, seperti meningkatkan gesekan internal, mengurangi kepadatan ikatan silang dan sebagainya.

Dalam aplikasi industri dan praktis tradisional, dibagi menjadi dua jenis sesuai dengan sifat pengubah, yaitu modifikasi organik dan anorganik. Diantaranya, metode modifikasi bahan organik diterima secara luas, yang dapat dibagi menjadi tiga jenis menurut metode proses, metode kering, metode basah dan metode autoklaf.

Untuk pengubah yang telah ditentukan, metode modifikasi yang berbeda dapat dicocokkan untuk mencapai efek modifikasi yang berbeda. Ada banyak teknik modifikasi, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Salah satunya adalah mencangkok permukaan partikel silika ke polimer dengan sifat serupa, yang umumnya dikenal sebagai metode modifikasi pencangkokan permukaan, yang cocok untuk mencangkok polimer dengan berat molekul lebih kecil, tetapi kondisi pencangkokan juga sangat ketat;

Yang kedua adalah metode modifikasi silane coupling agent. Dalam proses pembuatan, gugus fungsi pada zat penghubung bereaksi dengan gugus hidrofilik partikel, dan atas dasar ini, bahan dimodifikasi;

Yang ketiga adalah metode modifikasi cairan ionik. Silika ditempatkan dalam cairan partikel untuk bereaksi dengannya untuk meningkatkan dispersibilitas silika. Meskipun metode ini memiliki polusi rendah dan mudah dioperasikan, efek modifikasinya buruk;

Yang keempat adalah modifikasi antarmuka makromolekul. Metode modifikasi ini memiliki efek yang buruk bila digunakan sendiri, tetapi dapat bekerja sama dengan agen kopling di lingkungan tertentu;

Kelima, menggunakan metode modifikasi secara kombinasi, yaitu menggabungkan berbagai metode modifikasi, memanfaatkan kelebihannya dan menghindari kelemahannya, serta mengintegrasikan keunggulannya masing-masing untuk meningkatkan kualitas modifikasi. Misalnya, metode modifikasi in-situ yang pertama kali dikembangkan oleh Michelin, secara kasar mewujudkan proses penambahan bahan penghubung silan dan silika serta zat lain ke dalam karet selama pencampuran, dan keduanya bereaksi dalam kondisi sistem tertentu. Ada beberapa gaya antara bahan penghubung dan campuran karet, yang tidak hanya dapat menghancurkan agregat silika, tetapi juga memodifikasi silika secara hidrofobik. Namun, metode ini membutuhkan banyak energi dan sulit dikendalikan secara efisien, sehingga perbaikan yang tepat harus dilakukan untuk menghindari cacat ini. Selain itu, agen kopling yang tersisa kemungkinan akan tetap ada di dalamnya, yang mempengaruhi sifat material komposit.

Ada juga teknologi modifikasi kering yang mirip dengan modifikasi in-situ. Tujuannya adalah untuk mendapatkan silika yang sangat hidrofobik melalui reaksi bahan penghubung silan dan silika dalam kondisi suhu tinggi. Namun, dalam proses ini, juga menghabiskan banyak energi.

Saat ini, teknologi modifikasi basah diterima, yang membutuhkan agen kopling silan untuk bereaksi dengan silika dalam larutan. Teknologi ini tidak hanya tidak membutuhkan banyak energi, tetapi juga relatif terkendali.

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, modifikasi polimer telah menjadi tren perkembangan baru. Karena bahan komposit baru ini menggabungkan keunggulan dua atau lebih bahan, dan memiliki sifat ikatan yang sangat unggul, dan memecahkan masalah koefisien ekspansi yang tidak seragam dari dua bahan percobaan di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, itu adalah bahan komposit karet. Studi tentang perilaku mekanik telah menjadi dasar yang baik. Sejauh menyangkut karet silikon, penggunaan silika yang dimodifikasi nano-kalsium karbonat sebagai zat penguat tidak hanya dapat memenuhi efek penguatan, tetapi juga meningkatkan sifat reologi karet silikon, sehingga mencapai efek meningkatkan pemrosesan cetakan. produk.