السيليكا المدخنة المستخدمة كعامل تقوية
ما هو العامل المعزز؟
عامل التعزيز، كنوع من الحشو لتعزيز قوة المواد، وظيفته الرئيسية هي تحسين الخصائص الميكانيكية للمواد، مثل القوة، والصلابة، ومقاومة التمزق، وقوة الشد، والصلابة، ومقاومة الحرارة، ومقاومة الطقس، وما إلى ذلك.
هناك أنواع عديدة من عوامل التقوية، والتي يمكن استخدامها في المطاط والمواد اللاصقة والبلاستيك والمواد التقليدية الأخرى، وكذلك في مركبات ألياف الكربون والخرسانة والمواد الجديدة الأخرى.
لماذا نحتاج إلى التعزيز؟
لا تستطيع العديد من المواد تلبية متطلبات الاستخدام العملي. فعلى سبيل المثال، يتميز مطاط السيليكون، كمادة عالية الأداء، بخصائص مقاومة للحرارة، وعزل حراري، وعزل كهربائي، ومقاومة للرطوبة، ومقاومة للتآكل، بالإضافة إلى خمول كيميائي، ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات الطيران، والفضاء، والدفاع الوطني، وصناعة الآلات، وتزيين المباني، والطب الحيوي، وغيرها. ومع ذلك، ونظرًا لمرونة السلسلة الجزيئية لمطاط السيليكون، فإن التفاعل بين السلاسل يكون ضعيفًا، مما يستدعي تعزيزها للوصول إلى مستوى التطبيق العملي.
مطاط سيليكون
المواد المعززة الأكثر استخدامًا هي الكربون الأسود الأبيض، بما في ذلك السيليكا المدخنة والسيليكا المترسبة، والكربون الأسود، وكربونات الكالسيوم المترسبة، وكربونات المغنيسيوم، وأكسيد الزنك، وما إلى ذلك.
السيليكا المدخنة ، أو السيليكا الحرارية، CAS#112945-52-5، تُصنع عن طريق التحلل المائي عالي الحرارة في لهب الهيدروجين والأكسجين لهاليدات السيليكون، وخاصة ميثيل سيليكو كلوروفورم (CH3SiCl3) أو رباعي كلورو سيلان (SiCl4). وهي عبارة عن مسحوق أبيض غير متبلور نانوي الحجم يحتوي على مجموعات هيدروكسيل سطحية.
يتراوح حجم جسيماته الأساسية بين 7 و40 نانومترًا، وتتراوح مساحة سطحه النوعية عمومًا بين 100 و400 متر مربع / غرام . يتميز بنقائه العالي، حيث لا يقل محتوى ثاني أكسيد السيليكون فيه عن 99.8%. وله وظائف عديدة، منها التقوية، والتكثيف، وتحسين الانسيابية، والمساعدة على التدفق، والمساعدة على التعليق، ومنع الترسيب.
كيف يساعد السيليكا المدخن في التعزيز
يُعدّ السيليكا المدخن عامل تقوية مثالي . فعلى سبيل المثال، في مطاط السيليكون، يمكن لمجموعات هيدروكسيل السيليكون السطحية (Si-oh) في السيليكا المدخنة أن تُشكّل روابط فيزيائية أو كيميائية مع جزيئات مطاط السيليكون الكبيرة، مما يُؤدي إلى تكوين طبقة امتزاز جزيئية، تُشكّل بدورها بنية شبكية ثلاثية الأبعاد من جزيئات السيليكا وجزيئات مطاط السيليكون. وتُحدّ هذه الشبكة بفعالية من تشوّه سلاسل جزيئات مطاط السيليكون، مما يُعزّز من قوة التعزيز.
استخدام السيليكا المدخنة كعامل معزز
تنتج شركة Hubei Huifu Nanomaterial المحدودة، السيليكا المتبخرة المحبة للماء والكارهة للماء بدرجات مختلفة، والتي تستخدم على نطاق واسع كعامل تقوية في صناعات المطاط السيليكوني والمواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب ومواد الراتنج.
اقتراحات الدرجات لتطبيقات مختلفة
مطاط سيليكون
مشروع ذو صلة: السيليكا المدخنة لمطاط HTV | الصين
المطاط الصناعي
- يوصى باستخدام HL-200 وHB-620 لأنظمة البولي يوريثين؛
- يوصى باستخدام HL-200 وHB-152 لنظام السيليكون العضوي.
