5 loại phương pháp biến đổi bề mặt chính của silica

Hiện nay, việc sản xuất silica công nghiệp chủ yếu dựa trên phương pháp kết tủa. Bề mặt của silica được sản xuất chứa một số lượng lớn các nhóm phân cực như nhóm hydroxyl, giúp hấp thụ các phân tử nước dễ dàng, độ phân tán kém và dễ bị kết tụ thứ cấp. vấn đề, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng công nghiệp của silica. Do đó, hầu hết silica cần xử lý biến đổi bề mặt trước khi ứng dụng công nghiệp để cải thiện hiệu suất ứng dụng công nghiệp.

Ở giai đoạn này, biến đổi bề mặt hóa học của silica chủ yếu bao gồm biến đổi ghép bề mặt, biến đổi tác nhân ghép nối, biến đổi chất lỏng ion, biến đổi giao diện phân tử cao phân tử và biến đổi kết hợp, v.v. Mặc dù mỗi quá trình biến đổi đều có những ưu điểm riêng. và đặc điểm, nhưng hiện nay trong các ứng dụng công nghiệp, nó chủ yếu dựa trên việc sửa đổi tác nhân ghép nối.

1. Sửa đổi bề mặt ghép màu đen carbon trắng

Nguyên lý của phương pháp biến đổi ghép bề mặt là ghép một loại polyme cao phân tử có cùng đặc tính với polyme nền (như cao su) trên bề mặt silica thông qua phương pháp ghép hóa học. Một mặt, nó có thể tăng cường sự tương tác giữa các hạt và ma trận. Và thay đổi độ phân cực của bề mặt hạt, mặt khác, nó cũng có thể cải thiện sự phân tán của chính silica. Nó phù hợp để ghép các polyme có trọng lượng phân tử nhỏ hơn. Các điều kiện để ghép các polyme có trọng lượng phân tử cao hơn rất khắc nghiệt.

2. Sửa đổi chất liên kết silica

Nguyên lý biến đổi chất ghép là sử dụng một số nhóm chức trên chất ghép để phản ứng hóa học với các nhóm hydroxyl trên bề mặt của silica đen, từ đó thay đổi cấu trúc và phân bố nhóm trên bề mặt của silica đen để cải thiện khả năng tương thích với ma trận. và sự phân tán của chính nó. Sửa đổi tác nhân ghép có ưu điểm là hiệu quả sửa đổi tốt và khả năng kiểm soát phản ứng cao, hiện là một trong những phương pháp sửa đổi được sử dụng rộng rãi nhất.

3. Biến đổi chất lỏng ion đen silic

Chất lỏng ion, còn gọi là chất lỏng ion ở nhiệt độ phòng, là muối nóng chảy bao gồm các cation hữu cơ và anion hữu cơ hoặc vô cơ, ở dạng lỏng ở nhiệt độ dưới 100°C. Biến đổi chất lỏng ion sử dụng các chất biến tính chất lỏng ion thay vì các chất biến tính pha hữu cơ truyền thống để biến đổi silica. So với các chất biến tính pha hữu cơ truyền thống, pha lỏng ion là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, có độ dẫn điện mạnh và độ ổn định cao. Nó có ưu điểm là độ hòa tan tốt, không bay hơi và ô nhiễm thấp, phù hợp hơn với yêu cầu sản xuất xanh, nhưng hiệu quả sửa đổi kém.

4. Sửa đổi giao diện của các đại phân tử carbon đen trắng

Chất sửa đổi được sử dụng trong sửa đổi bề mặt phân tử cao phân tử là một polyme cao phân tử có chứa các nhóm cực. Trong quá trình phản ứng biến đổi với các hạt silica, xương sống phân tử của chất điều biến giao diện cao phân tử có thể được đưa vào. Nó có nhiều nhóm epoxy phân cực hơn trong khi vẫn duy trì cấu trúc chuỗi chính cơ bản, từ đó cải thiện khả năng tương thích giữa các hạt silica và ma trận và đạt được sự sửa đổi giao diện tốt hơn tác dụng. Phương pháp này có thể củng cố hiệp đồng nền bằng tác nhân ghép, nhưng hiệu quả củng cố sẽ thấp khi sử dụng một mình.

5. Carbon đen trắng kết hợp với sửa đổi

Kết hợp sửa đổi là sửa đổi sự kết hợp giữa silica và các vật liệu khác, kết hợp các ưu điểm tương ứng của chúng để cải thiện hiệu suất tổng thể của sản phẩm cao su. Phương pháp này có thể kết hợp các ưu điểm của hai bộ sửa đổi để nâng cao hiệu suất toàn diện của ma trận, nhưng hiệu ứng sửa đổi có liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ sửa đổi.

Ví dụ, muội than và silic đều là chất gia cố tốt trong ngành cao su. Than đen là một trong những chất gia cố được sử dụng phổ biến nhất trong ngành cao su. Cấu trúc đặc biệt của muội than có thể tăng cường độ bền kéo và độ bền xé của vật liệu cao su và cải thiện khả năng chống mài mòn, chống lạnh và các đặc tính khác của nó; Là một chất gia cố, muội than trắng có thể cải thiện đáng kể khả năng chống lăn và chống trượt ướt của các sản phẩm cao su, nhưng chỉ riêng tác dụng của nó thì không tốt bằng muội than. Một số lượng lớn nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng muội than và silica làm chất gia cố có thể kết hợp ưu điểm của cả hai để cải thiện hiệu suất tổng thể của sản phẩm cao su.