Silika için 5 ana tip yüzey modifikasyon yöntemi
Şu anda silikanın endüstriyel üretimi esas olarak çöktürme yöntemine dayanmaktadır. Üretilen silikanın yüzeyi, su moleküllerini absorbe etmeyi kolaylaştıran, zayıf dispersiyona sahip olan ve ikincil topaklaşmaya eğilimli olan hidroksil grupları gibi çok sayıda polar grup içerir. sorunlar, dolayısıyla silikanın endüstriyel uygulama etkisini etkiler. Bu nedenle çoğu silika, endüstriyel uygulama performansını artırmak için endüstriyel uygulamadan önce yüzey modifikasyon işlemine ihtiyaç duyar.
Bu aşamada silikanın kimyasal yüzey modifikasyonu esas olarak yüzey aşı modifikasyonunu, birleştirme maddesi modifikasyonunu, iyonik sıvı modifikasyonunu, makromoleküler arayüz modifikasyonunu ve kombine modifikasyonu vb. içerir. Her modifikasyon işleminin kendi avantajları olmasına rağmen. ve özellikleri, ancak şu anda endüstriyel uygulamalarda esas olarak birleştirme maddesi modifikasyonuna dayanmaktadır.
1. Beyaz karbon siyahı yüzey aşı modifikasyonu
Yüzey aşı modifikasyon yönteminin prensibi, kimyasal aşılama yoluyla silika yüzeyine matris polimer (kauçuk gibi) ile aynı özelliklere sahip bir makromoleküler polimerin aşılanmasıdır. Bir yandan parçacıklar ve matris arasındaki etkileşimi artırabilir. Parçacık yüzeyinin polaritesini değiştirin, diğer yandan silikanın dispersiyonunu da iyileştirebilirsiniz. Daha küçük moleküler ağırlığa sahip polimerlerin aşılanması için uygundur. Daha yüksek moleküler ağırlığa sahip polimerlerin aşılanması için koşullar zorludur.
2. Silika birleştirme maddesinin modifikasyonu
Bağlayıcı madde modifikasyonunun ilkesi, bağlayıcı madde üzerindeki bazı fonksiyonel grupların silika karasının yüzeyindeki hidroksil gruplarıyla kimyasal olarak reaksiyona girmesi için kullanılması, böylece matrisle uyumluluğun arttırılması için silika karasının yüzeyindeki grup yapısı ve dağılımının değiştirilmesidir. ve kendi dağılımı. Bağlayıcı madde modifikasyonu, iyi modifikasyon etkisi ve yüksek reaksiyon kontrol edilebilirliği gibi avantajlara sahiptir ve şu anda en yaygın kullanılan modifikasyon yöntemlerinden biridir.
3. Silika siyahı iyonik sıvı modifikasyonu
Oda sıcaklığında iyonik sıvılar olarak da adlandırılan iyonik sıvılar, 100°C’nin altında sıvı olan, organik katyonlar ve organik veya inorganik anyonlardan oluşan erimiş tuzlardır. İyonik sıvı modifikasyonu, silikayı değiştirmek için geleneksel organik faz değiştiriciler yerine iyonik sıvı değiştiricileri kullanır. Geleneksel organik faz değiştiricilerle karşılaştırıldığında iyonik sıvı fazlar oda sıcaklığında sıvıdır, güçlü iletkenliğe sahiptir ve yüksek stabiliteye sahiptir. Yeşil üretimin gereksinimlerine daha uygun olan iyi çözünürlük, uçuculuk ve düşük kirlilik gibi avantajlara sahiptir, ancak modifikasyon etkisi zayıftır.
4. Beyaz karbon siyahı makromoleküllerin arayüz modifikasyonu
Makromoleküler arayüz modifikasyonunda kullanılan değiştirici, polar gruplar içeren makromoleküler bir polimerdir. Silika parçacıklarıyla modifikasyon reaksiyonu sırasında, makromoleküler arayüz değiştiricinin moleküler omurgası, temel ana zincir yapısını korurken daha fazla polar epoksi grubuna sahiptir, böylece silika parçacıkları ile matris arasındaki uyumluluğu geliştirir ve daha iyi arayüz modifikasyonu elde edilir. etki. Bu yöntem, matrisi birleştirme maddesiyle sinerjistik olarak güçlendirebilir, ancak tek başına kullanıldığında takviye etkisi düşüktür.
5. Modifikasyonla birleştirilmiş beyaz karbon siyahı
Modifikasyonu birleştirmek, silika ve diğer malzemelerin kombinasyonunu değiştirmek, kauçuk ürünlerinin genel performansını artırmak için ilgili avantajlarını birleştirmek anlamına gelir. Bu yöntem, matrisin kapsamlı performansını artırmak için iki değiştiricinin avantajlarını birleştirebilir, ancak modifikasyon etkisi, değiştirici oranıyla yakından ilişkilidir.
Örneğin, karbon siyahı ve silikanın her ikisi de kauçuk endüstrisinde iyi takviye maddeleridir. Karbon siyahı kauçuk endüstrisinde en yaygın kullanılan takviye maddelerinden biridir. Karbon siyahının özel yapısı, kauçuk malzemelerin çekme ve yırtılma mukavemetini artırabilir ve aşınma direncini, soğuğa direncini ve diğer özelliklerini geliştirebilir; Güçlendirici bir madde olarak beyaz karbon siyahı, kauçuk ürünlerin yuvarlanma direncini ve ıslak kayma direncini önemli ölçüde artırabilir, ancak etkisi tek başına karbon siyahı kadar iyi değildir. Çok sayıda çalışma, karbon siyahı ve silikanın takviye maddesi olarak kullanılmasının, kauçuk ürünlerinin genel performansını artırmak için her ikisinin avantajlarını birleştirebileceğini göstermiştir.