5 jenis utama metode modifikasi permukaan silika

Saat ini, produksi industri silika terutama didasarkan pada metode presipitasi. Permukaan silika yang dihasilkan mengandung banyak gugus polar seperti gugus hidroksil, sehingga mudah menyerap molekul air, memiliki dispersi yang buruk, dan rentan terhadap agregasi sekunder. masalah, sehingga mempengaruhi efek aplikasi industri silika. Oleh karena itu, sebagian besar silika memerlukan perlakuan modifikasi permukaan sebelum aplikasi industri untuk meningkatkan kinerja aplikasi industrinya.

Pada tahap ini, modifikasi permukaan kimia silika terutama mencakup modifikasi cangkok permukaan, modifikasi bahan penggandeng, modifikasi cairan ionik, modifikasi antarmuka makromolekul dan modifikasi gabungan, dll. Meskipun setiap proses modifikasi memiliki kelebihannya masing-masing. dan karakteristiknya, namun saat ini dalam aplikasi industri terutama didasarkan pada modifikasi bahan kopling.

1. Modifikasi cangkok permukaan karbon hitam putih

Prinsip metode modifikasi cangkok permukaan adalah mencangkokkan polimer makromolekul dengan sifat yang sama dengan polimer matriks (seperti karet) pada permukaan silika melalui pencangkokan kimia. Di satu sisi, hal ini dapat meningkatkan interaksi antara partikel dan matriks. Dan mengubah polaritas permukaan partikel, di sisi lain juga dapat meningkatkan dispersi silika itu sendiri. Sangat cocok untuk mencangkok polimer dengan berat molekul lebih kecil. Kondisi untuk mencangkok polimer dengan berat molekul lebih tinggi sangat sulit.

2. Modifikasi bahan penghubung silika

Prinsip modifikasi bahan penggandeng adalah dengan menggunakan beberapa gugus fungsi pada bahan penggandeng untuk bereaksi secara kimia dengan gugus hidroksil pada permukaan silika hitam, sehingga mengubah struktur gugus dan distribusi pada permukaan silika hitam untuk meningkatkan kompatibilitas dengan matriks. dan penyebarannya sendiri. Modifikasi agen kopling memiliki keunggulan efek modifikasi yang baik dan pengendalian reaksi yang tinggi, dan saat ini merupakan salah satu metode modifikasi yang paling banyak digunakan.

3. Modifikasi cairan ionik silika hitam

Cairan ionik, juga disebut cairan ionik suhu kamar, adalah garam cair yang terdiri dari kation organik dan anion organik atau anorganik, yang berbentuk cair di bawah 100°C. Modifikasi cairan ionik menggunakan pengubah cairan ionik sebagai ganti pengubah fase organik tradisional untuk memodifikasi silika. Dibandingkan dengan pengubah fase organik tradisional, fase cair ionik berbentuk cair pada suhu kamar, memiliki konduktivitas yang kuat, dan memiliki stabilitas tinggi. Keunggulannya adalah kelarutan yang baik, non-volatilitas, dan polusi rendah, yang lebih sesuai dengan persyaratan produksi ramah lingkungan, namun efek modifikasinya buruk.

4. Modifikasi antarmuka makromolekul karbon hitam putih

Pengubah yang digunakan dalam modifikasi antarmuka makromolekul adalah polimer makromolekul yang mengandung gugus polar. Selama reaksi modifikasi dengan partikel silika, tulang punggung molekul pengubah antarmuka makromolekul dapat dimasukkan ke dalamnya. Ia memiliki lebih banyak gugus epoksi polar dengan tetap mempertahankan struktur rantai utama dasar, sehingga meningkatkan kompatibilitas antara partikel silika dan matriks dan mencapai modifikasi antarmuka yang lebih baik memengaruhi. Metode ini dapat memperkuat matriks secara sinergis dengan bahan penggandeng, namun efek penguatannya rendah jika digunakan sendiri.

5. Karbon hitam putih dipadukan dengan modifikasi

Menggabungkan modifikasi adalah memodifikasi kombinasi silika dan bahan lainnya, menggabungkan keunggulan masing-masing untuk meningkatkan kinerja produk karet secara keseluruhan. Metode ini dapat menggabungkan keunggulan dua pengubah untuk meningkatkan kinerja komprehensif matriks, namun efek modifikasi berkaitan erat dengan rasio pengubah.

Misalnya, karbon hitam dan silika keduanya merupakan bahan penguat yang baik dalam industri karet. Karbon hitam adalah salah satu bahan penguat yang paling umum digunakan dalam industri karet. Struktur khusus karbon hitam dapat meningkatkan kekuatan tarik dan sobek bahan karet serta meningkatkan ketahanan aus, ketahanan dingin, dan sifat lainnya; sebagai bahan penguat, karbon hitam putih dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan gelinding dan ketahanan slip basah pada produk karet, namun pengaruhnya saja tidak sebaik karbon hitam. Sejumlah besar penelitian menunjukkan bahwa penggunaan karbon hitam dan silika sebagai bahan penguat dapat menggabungkan keunggulan keduanya untuk meningkatkan kinerja produk karet secara keseluruhan.