Ứng dụng của 7 loại vật liệu bột nano trong cao su silicone lỏng
Cao su silicone lỏng chủ yếu bao gồm các polyme cơ bản, chất độn tăng cường, chất liên kết ngang và các chất trợ khác nhau theo một tỷ lệ nhất định để điều chế cao su cơ bản có khả năng tự san phẳng và thixotropy, sau đó trộn với không khí ở nhiệt độ phòng hoặc trong điều kiện gia nhiệt. Chất đàn hồi hình thành do tiếp xúc với hơi ẩm trong hoặc với các chất liên kết ngang.
Vì các tính chất cơ lý của cao su silicone lỏng nguyên chất rất kém nên thường cần được gia cố và sửa đổi để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng thực tế. Trong số đó, thêm chất độn gia cố chắc chắn là phương pháp ngắn gọn và tiện lợi nhất. Các chất độn nano thường được sử dụng là nano-silica, nano canxi cacbonat, montmorillonite hữu cơ, ống nano cacbon và graphene, nano kẽm oxit, nano titan dioxit, silic cacbua, nhôm oxit và dây nano bạc.
1. Nano silica
Các phương pháp tổng hợp nano-silica chủ yếu dựa trên phương pháp pha khí và phương pháp kết tủa. Nano-silica điều chế bằng phương pháp pha khí có ít nhóm hydroxyl bề mặt, kích thước hạt đồng đều và khả năng phân tán tốt. Zhu Zhimin và cộng sự. đã sử dụng silica bốc khói làm chất độn gia cố và nhận thấy rằng sau khi thêm 10 phần silica, các tính chất vật lý và cơ học của cao su silicone lỏng đã được cải thiện đáng kể và độ cứng, độ bền kéo và độ bền cắt của Shore A có thể đạt tới 40, tương ứng. , 1.6MPa, 1.4MPa; không có sự thay đổi đáng kể về độ bền cắt sau khi lão hóa.
Do chi phí của silica bốc khói cao hơn nên silica kết tủa có giá thành thấp hơn được quan tâm. Hàm lượng nước của silica kết tủa cao hơn và số lượng hydroxyl trên bề mặt cao hơn nhiều so với silica bốc khói, điều này làm cho hoạt tính bề mặt của silica kết tủa rất cao, và nó dễ kết tụ, không có lợi cho sự phân tán trong ma trận cao su. Để giải quyết vấn đề này, các phương pháp vật lý hoặc hóa học thường được sử dụng để sửa đổi bề mặt của nó để ngăn chặn sự kết tụ và cải thiện khả năng phân tán của nó.
2. Canxi cacbonat nano
Nano canxi cacbonat có ưu điểm là kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt riêng cao, hoạt tính bề mặt cao, lượng lấp đầy lớn và gia công thuận tiện. , Nano canxi cacbonat được sử dụng rộng rãi trong cao su silicone lỏng như một chất độn gia cường thông thường.
3. Montmorillonite hữu cơ (OMMT)
Montmorillonite (MMT) là một loại silicat phân lớp điển hình và là chất độn gia cường tương đối phổ biến trong ngành công nghiệp cao su. Để cải thiện khả năng tương thích của MMT với cao su silicone, nó thường được biến tính hữu cơ để có được OMMT. Nghiên cứu cho thấy OMMT có thể được phân tán tốt trong ma trận cao su silicone, do đó cải thiện đáng kể các tính chất vật lý và cơ học của cao su silicone.
4. Ống nano cacbon (CNTs)
Do tỷ lệ co lớn, môđun cao, độ dẻo dai cực cao và mật độ CNTs thấp luôn thu hút được sự chú ý nên việc nghiên cứu CNTs trong lĩnh vực gia cường cao su silicone lỏng ngày càng trở nên sâu rộng.
5. Graphene
Graphene là một loại vật liệu nano hai chiều có sắp xếp mạng lục giác được hình thành bằng cách lai hóa nguyên tử cacbon sp2. Nó có các đặc tính điện, nhiệt và vật lý và cơ học tuyệt vời, và có hiệu suất ổn định, nguồn rộng và chuẩn bị đơn giản. , là một chất làm đầy chức năng rất lý tưởng.
6. Nano kẽm oxit
ZnO là chất hoạt hóa lưu hóa được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp cao su, và cũng có thể được sử dụng làm chất độn để cải thiện các tính chất cơ lý và tính dẫn nhiệt của vật liệu.
Về lý thuyết, việc giảm kích thước hạt của ZnO và tăng diện tích bề mặt riêng có lợi để cải thiện khả năng phản ứng, do đó, nano ZnO có thể được sử dụng làm chất độn gia cường chức năng cho cao su silicone lỏng. Ngoài ra, ZnO còn là một chất che chắn tia cực tím tốt với đặc tính chống lão hóa. ZnO biến tính cũng có thể tạo ra các đặc tính mới cho cao su silicone như đặc tính tự làm sạch.
7. Nano titanium dioxide
Nano-titanium dioxide có các đặc điểm ít khuyết tật bề mặt hơn, nhiều nguyên tử không ghép đôi hơn và diện tích bề mặt riêng lớn. Khi nó được sử dụng để tăng cường cao su, nó dễ bị liên kết vật lý hoặc hóa học và làm tăng các vị trí liên kết ngang, có lợi cho việc cải thiện các tính chất cơ lý của vật liệu cao su. Sau khi chịu tác động của ngoại lực trong trường ứng suất, nano titan điôxít tạo ra biến dạng miền vi mô trong ma trận để hấp thụ năng lượng, và vật liệu cao su thể hiện khả năng chống bức xạ tốt.
Các chất độn gia cường chức năng khác Ngoài các chất độn gia cường nano chức năng nêu trên, còn có nhiều loại chất độn gia cường khác, chẳng hạn như silic cacbua, nhôm, dây nano bạc, v.v … Những chất độn gia cường này không chỉ có hiệu quả cải thiện thể chất. tính chất của cao su silicone lỏng. Các đặc tính cơ học cũng có thể truyền đạt một số tính chất đặc biệt.