ผลการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกาจะดีหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับประเด็นเหล่านี้!

ผงซิลิกานั้นเป็นสารที่มีขั้วและชอบน้ำ มีคุณสมบัติอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันกับเมทริกซ์โพลีเมอร์และมีความเข้ากันได้ไม่ดี มักจะกระจายตัวในวัสดุฐานได้ยาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกา เปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของพื้นผิวของผงซิลิกาอย่างมีจุดมุ่งหมายตามความต้องการในการใช้งาน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเข้ากันได้กับวัสดุโพลีเมอร์อินทรีย์ และตอบสนองความต้องการการกระจายตัวและการไหลในวัสดุโพลีเมอร์

ปัจจัยต่างๆ เช่น คุณภาพวัตถุดิบของผงซิลิกา กระบวนการปรับเปลี่ยน วิธีการและตัวปรับแต่งพื้นผิว ปริมาณของตัวปรับแต่ง สภาวะของกระบวนการปรับเปลี่ยน (อุณหภูมิการปรับเปลี่ยน เวลา pH และความเร็วในการกวน) ล้วนส่งผลต่อผลการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกา วิธีการแก้ไขพื้นผิวและตัวดัดแปลงเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อผลการปรับเปลี่ยน

1. คุณภาพของวัตถุดิบผงซิลิกา

ชนิด ขนาดอนุภาค พื้นที่ผิวจำเพาะ กลุ่มการทำงานของพื้นผิว และคุณสมบัติอื่นๆ ของผงซิลิกาส่งผลโดยตรงต่อการผสมผสานกับตัวปรับสภาพพื้นผิว ผลการปรับเปลี่ยนของผงซิลิกาประเภทต่างๆก็แตกต่างกันเช่นกัน ในหมู่พวกเขา ผงซิลิกาทรงกลมมีความลื่นไหลที่ดี สามารถรวมเข้ากับตัวปรับค่าได้ง่ายในระหว่างกระบวนการปรับเปลี่ยน และสามารถกระจายตัวได้ดีขึ้นในระบบโพลีเมอร์อินทรีย์ และความหนาแน่น ความแข็ง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก และคุณสมบัติอื่นๆ นั้นดีกว่าผงซิลิกาเชิงมุมอย่างมาก

2. วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและตัวดัดแปลง

ปัจจุบันวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกาส่วนใหญ่เป็นการดัดแปลงแบบอินทรีย์ การดัดแปลงอนินทรีย์ และการดัดแปลงทางกลศาสตร์ ซึ่งวิธีการดัดแปลงที่ใช้กันมากที่สุดคือการดัดแปลงแบบอินทรีย์ เมื่อเอฟเฟกต์การแก้ไขเดี่ยวไม่ดี คุณสามารถพิจารณารวมการแก้ไขแบบออร์แกนิกเข้ากับวิธีการแก้ไขอื่นๆ สำหรับการแก้ไขแบบผสม

(1) การดัดแปลงแบบอินทรีย์
การดัดแปลงอินทรีย์เป็นวิธีการที่ใช้หมู่ฟังก์ชันในอินทรียวัตถุเพื่อดำเนินการดูดซับทางกายภาพ การดูดซับสารเคมี และปฏิกิริยาทางเคมีบนพื้นผิวของผงซิลิกา เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของผงซิลิกา

(2) การดัดแปลงอนินทรีย์
การดัดแปลงอนินทรีย์หมายถึงการเคลือบหรือการผสมโลหะ อนินทรีย์ออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ ฯลฯ บนพื้นผิวของผงซิลิกาเพื่อให้วัสดุทำหน้าที่ใหม่ ตัวอย่างเช่น Oyama และคณะ ใช้วิธีการตกตะกอนเพื่อให้ครอบคลุมพื้นผิว SiO2 ด้วย Al(OH)3 จากนั้นห่อ SiO2 ที่ดัดแปลงด้วยโพลีไดไวนิลเบนซีน ซึ่งสามารถตอบสนองข้อกำหนดการใช้งานพิเศษบางประการได้

(3) การดัดแปลงทางกลศาสตร์
การดัดแปลงทางกลเคมีหมายถึงขั้นแรกโดยใช้การบดละเอียดพิเศษและแรงเชิงกลที่แข็งแกร่งอื่นๆ เพื่อกระตุ้นพื้นผิวของอนุภาคผงเพื่อเพิ่มจุดแอคทีฟหรือกลุ่มแอคทีฟบนพื้นผิวของผงซิลิกา จากนั้นจึงรวมตัวดัดแปลงเพื่อให้ได้การดัดแปลงคอมโพสิตของผงซิลิกา

3. ปริมาณการปรับเปลี่ยน

ปริมาณของตัวดัดแปลงมักจะสัมพันธ์กับจำนวนจุดที่ทำงานอยู่ (เช่น Si-OH) บนพื้นผิวของผงซิลิกาและชั้นโมเลกุลเดี่ยวและความหนาของโมเลกุลของตัวดัดแปลงที่ปกคลุมพื้นผิว

เมื่อปริมาณตัวดัดแปลงน้อยเกินไป ระดับการกระตุ้นพื้นผิวของผงซิลิกาที่ดัดแปลงจะไม่สูง เมื่อปริมาณตัวดัดแปลงมากเกินไป ไม่เพียงแต่จะเพิ่มต้นทุนในการดัดแปลงเท่านั้น แต่ยังสร้างชั้นกายภาพหลายชั้นบนพื้นผิวของผงซิลิกาที่ถูกดัดแปลงด้วย การดูดซับทำให้ผงซิลิกาและโพลีเมอร์อินทรีย์รวมตัวกันเป็นชั้นที่อ่อนแอ ส่งผลให้ไม่สามารถทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมโมเลกุลเดี่ยวได้

4. กระบวนการปรับเปลี่ยนและการเพิ่มประสิทธิภาพเงื่อนไข

กระบวนการดัดแปลงผงซิลิกาที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่รวมถึงการดัดแปลงแบบแห้ง การดัดแปลงแบบเปียก และการดัดแปลงแบบคอมโพสิต

การดัดแปลงแบบแห้งคือการดัดแปลงโดยให้ผงซิลิกากระจายตัวในอุปกรณ์ดัดแปลงในสถานะที่ค่อนข้างแห้งและรวมกับตัวดัดแปลงพื้นผิวจำนวนหนึ่งที่อุณหภูมิที่กำหนด กระบวนการดัดแปลงแบบแห้งนั้นง่ายและมีต้นทุนการผลิตต่ำ ปัจจุบันเป็นวิธีการหลักในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกาในประเทศและเหมาะสำหรับผงซิลิการะดับไมครอน

นอกจากนี้ เพื่อให้บรรลุผลการปรับเปลี่ยนที่ดีของผงซิลิกา ควรควบคุมอุณหภูมิ pH เวลา ความเร็วในการกวน และสภาวะอื่นๆ ของกระบวนการในระหว่างกระบวนการปรับเปลี่ยน

อุณหภูมิการปรับเปลี่ยนเป็นเงื่อนไขที่สำคัญสำหรับการควบแน่น การขาดน้ำ และการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างสารปรับสภาพและผงซิลิกา อุณหภูมิการปรับเปลี่ยนไม่ควรสูงหรือต่ำเกินไป อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้ตัวดัดแปลงสลายตัวหรือระเหย และอุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะทำให้ตัวดัดแปลงสลายตัวหรือระเหย ซึ่งจะช่วยลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างตัวปรับค่าและผงซิลิกา ซึ่งส่งผลต่อผลการดัดแปร