5 tipos principais de métodos de modificação de superfície para sílica
Atualmente, a produção industrial de sílica baseia-se principalmente no método de precipitação. A superfície da sílica produzida contém um grande número de grupos polares, como grupos hidroxila, o que facilita a absorção de moléculas de água, tem baixa dispersão e é propenso à agregação secundária. problemas, afetando assim o efeito de aplicação industrial da sílica. Portanto, a maior parte da sílica necessita de tratamento de modificação de superfície antes da aplicação industrial para melhorar seu desempenho na aplicação industrial.
Nesta fase, a modificação química da superfície da sílica inclui principalmente modificação de enxerto de superfície, modificação de agente de acoplamento, modificação de líquido iônico, modificação de interface macromolecular e modificação combinada, etc. Embora cada processo de modificação tenha suas próprias vantagens. e características, mas atualmente em aplicações industriais baseia-se principalmente na modificação do agente de acoplamento.
1. Modificação do enxerto de superfície de negro de fumo branco
O princípio do método de modificação do enxerto de superfície é enxertar um polímero macromolecular com as mesmas propriedades do polímero da matriz (como a borracha) na superfície da sílica por meio de enxerto químico. Por um lado, pode melhorar a interação entre as partículas e a matriz. E mudar a polaridade da superfície da partícula, por outro lado, também pode melhorar a dispersão da própria sílica. É adequado para enxertar polímeros com pesos moleculares menores. As condições para enxertar polímeros com pesos moleculares mais elevados são duras.
2. Modificação do agente de acoplamento de sílica
O princípio da modificação do agente de acoplamento é usar alguns grupos funcionais no agente de acoplamento para reagir quimicamente com os grupos hidroxila na superfície do negro de sílica, alterando assim a estrutura e distribuição do grupo na superfície do negro de sílica para melhorar a compatibilidade com a matriz. e sua própria dispersão. A modificação do agente de acoplamento tem as vantagens de um bom efeito de modificação e alta controlabilidade da reação, e é atualmente um dos métodos de modificação mais amplamente utilizados.
3. Modificação do líquido iônico preto de sílica
Os líquidos iônicos, também chamados de líquidos iônicos à temperatura ambiente, são sais fundidos compostos de cátions orgânicos e ânions orgânicos ou inorgânicos, que são líquidos abaixo de 100°C. A modificação de líquido iônico usa modificadores de líquido iônico em vez dos modificadores de fase orgânica tradicionais para modificar a sílica. Em comparação com os modificadores de fase orgânica tradicionais, as fases líquidas iônicas são líquidas à temperatura ambiente, têm forte condutividade e alta estabilidade. Tem as vantagens de boa solubilidade, não volatilidade e baixa poluição, o que está mais alinhado com os requisitos da produção verde, mas o efeito de modificação é fraco.
4. Modificação da interface de macromoléculas de negro de fumo branco
O modificador utilizado na modificação da interface macromolecular é um polímero macromolecular contendo grupos polares. Durante a reação de modificação com partículas de sílica, a estrutura molecular do modificador de interface macromolecular pode ser introduzida. Possui grupos epóxi mais polares, mantendo a estrutura básica da cadeia principal, melhorando assim a compatibilidade entre as partículas de sílica e a matriz e alcançando uma melhor modificação da interface. efeito. Este método pode reforçar sinergicamente a matriz com o agente de acoplamento, mas o efeito de reforço é baixo quando usado sozinho.
5. Negro de fumo branco combinado com modificação
Combinar modificação é modificar a combinação de sílica e outros materiais, combinando suas respectivas vantagens para melhorar o desempenho geral dos produtos de borracha. Este método pode combinar as vantagens de dois modificadores para melhorar o desempenho abrangente da matriz, mas o efeito da modificação está intimamente relacionado à proporção do modificador.
Por exemplo, o negro de fumo e a sílica são bons agentes de reforço na indústria da borracha. O negro de fumo é um dos agentes de reforço mais comumente usados na indústria da borracha. A estrutura especial do negro de fumo pode aumentar a resistência à tração e ao rasgo dos materiais de borracha e melhorar sua resistência ao desgaste, resistência ao frio e outras propriedades; como agente de reforço, o negro de fumo branco pode melhorar significativamente a resistência ao rolamento e a resistência ao deslizamento em molhado dos produtos de borracha, mas seu efeito por si só não é tão bom quanto o negro de fumo. Um grande número de estudos mostrou que o uso de negro de fumo e sílica como agentes de reforço pode combinar as vantagens de ambos para melhorar o desempenho geral dos produtos de borracha.