السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® (المعالجة بـ HMDS): الآلية والأداء والآفاق
السيليكا المدخنة، والمعروفة أيضًا باسم الكربون الأسود الأبيض، هي مسحوق ثاني أكسيد السيليكون غير المتبلور على المستوى النانوي يتم إنتاجه من خلال التحلل المائي عالي الحرارة لهاليدات السيليكون (مثل رابع كلوريد السيليكون) في لهب الهيدروجين والأكسجين.
مع ذلك، فإن سطح السيليكا المدخنة غير المعالجة غني بمجموعات الهيدروكسيل المحبة للماء، مما يؤدي إلى ضعف تشتتها في الأنظمة غير القطبية أو ضعيفة القطبية، وهو ما يحد من استخدامها في الأنظمة الكارهة للماء. لذا، يلجأ القطاع الصناعي غالبًا إلى استخدام مُعدِّلات الأورجانوسيلان لمعالجة الأسطح لتصبح كارهة للماء، ومن بينها سداسي ميثيل ثنائي سيلازان (HMDS) الذي يُعدّ من أكثر المُعدِّلات شيوعًا.
الصيغة الجزيئية لمركب سداسي ميثيل ثنائي سيلازان (HMDS) هي [(CH₃)₃Si]₂NH. يُعد تفاعل التعديل على سطح السيليكا المدخنة تفاعل تكثيف بين مجموعات السيلانول وHMDS. يحوّل هذا التفاعل مجموعات الهيدروكسيل المحبة للماء (–OH) على سطح السيليكا المدخنة إلى مجموعات ثلاثي ميثيل سيلوكسي كارهة للماء (–OSi(CH₃)₃)، مع إطلاق غاز الأمونيا.
من خلال التحكم في كمية HMDS ودرجة حرارة التفاعل والوقت والمساحة السطحية المحددة للمادة الخام، يمكن تحقيق درجات مختلفة من تغطية السطح، وبالتالي تنظيم المؤشرات الرئيسية مثل كراهية الماء ومحتوى الكربون والمساحة السطحية المحددة للمنتج النهائي.
في الصناعة، تُصنع المنتجات الكارهة للماء ذات الأداء المتفاوت عادةً بمعالجة السيليكا المدخنة المحبة للماء ذات مساحات السطح النوعية المختلفة باستخدام سداسي ميثيل ثنائي السيليكا (HMDS). وبناءً على بيانات الإنتاج الفعلية، يمكن تلخيص النتائج على النحو التالي:
HB-612 & HB-615
السيليكا المدخنة المحبة للماء ذات مساحة سطحية محددة تبلغ 150 متر مربع/جمبعد معالجة HMDS، HB-612 و HB-615 يتم الحصول عليها.
تتشابه مؤشراتهم الفيزيائية والكيميائية بشكل أساسي، لكن HB-615 يحتوي على نسبة كربون أعلى، مما يشير إلى درجة أعلى من معالجة السطح، وكراهية الماء الفائقة، وخاصية الانسيابية الأفضل.
HB-612 وهو مناسب للصناعات مثل مطاط السيليكون المعالج في درجة حرارة الغرفة (RTV)، والمواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب، والطلاءات، والأحبار، والطلاءات المسحوقة.
يمكن استخدامه كعامل مُكثِّف ومُقوٍّ لمطاط السيليكون RTV. تُضفي خاصيته الكارهة للماء على مطاط السيليكون RTV عمرًا تخزينيًا طويلًا. في الطلاءات والأحبار، يُسهم في منع الترسيب والترهل، والتحكم في خاصية الانسيابية، ويُحسِّن انسيابية الطلاءات المسحوقة، ويمنع تكتلها.
على أساس تطبيقات HB-612، يلعب HB-615، بفضل خصائصه الكارهة للماء والمتغيرة الانسيابية الأكثر تميزًا واستقرارًا، دورًا مهمًا في المطاط الصناعي، وأحبار الطباعة، ومطاط السيليكون المعالج بدرجة حرارة عالية (HTV)، ومطاط السيليكون السائل (LSR).
إنه عامل تقوية ممتاز وعامل تحكم في خواص التدفق للمواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب، وحشو تقوية فائق للمطاطات، قادر على منع تشكيل مطاط السيليكون HTV وتحسين تجانس واستقرار الأصباغ.
HB-620 & HB-132
مادة خام ذات مساحة سطحية محددة تبلغ 200 متر مربع/غرام: HB-620 يتم الحصول عليها بعد العلاج؛ إذا تم إجراء تعديل عميق (أي بجرعة أعلى من HMDS أو تفاعل أكثر شمولاً)، HB-132 يتم الحصول عليها.
من الجدير بالذكر أن مساحة السطح النوعية لامتصاص النيتروجين في HB-132 أقل من تلك الموجودة في HB-620، على الرغم من أن محتواه من الكربون أعلى. وهذا يدل على أنه في حين أن التعديل العميق يسد المسام جزئيًا ويقلل من مساحة السطح النوعية، فإنه يعزز بشكل ملحوظ خاصية كراهية الماء.
HB-620 مناسب لمطاط السيليكون الحراري (HTV)، ومطاط السيليكون السائل (LSR)، والطلاءات والأحبار، والمواد اللاصقة والمانعة للتسرب، والطلاءات المسحوقة. يتميز بخاصية كارهة للماء ممتازة وثبات انسيابي. يمكن استخدامه كعامل تقوية لمطاط السيليكون الحراري (HTV)، مما يمنع التكتل. في الطلاءات والأحبار، يوفر خصائص مضادة للترسب والترهل، بالإضافة إلى خاصية الانسيابية. يُعد مادة خام ممتازة للتحكم في خواص كراهية الماء والانسياب للمواد اللاصقة والمانعة للتسرب، ويمكنه تحسين انسيابية الطلاءات المسحوقة، مما يمنع التكتل.
HB-132 يُستخدم HB-132 على نطاق واسع في مطاط السيليكون، والمواد اللاصقة، والمواد المانعة للتسرب، ومضادات الرغوة، وأحبار الدهانات. وبفضل تأثيره المنخفض للغاية في زيادة اللزوجة وسهولة استخدامه، يسمح بإضافة نسبة عالية من الحشو في البوليمرات. يُعد HB-132 مناسبًا جدًا للأنظمة التي تتطلب انخفاضًا في اللزوجة وخاصية انسيابية عالية. ويُظهر أداءً ممتازًا في تعزيز مطاط السيليكون عند استخدامه كحشو، ويلعب دورًا هامًا في مطاط السيليكون RTV أحادي المكون (RTV-1) وثنائي المكون (RTV-2K) ذاتي التسوية، بالإضافة إلى مطاط السيليكون السائل (LSR). كما يُحسّن من انسيابية الطلاءات المسحوقة.
HB-630
مادة خام ذات مساحة سطحية نوعية عالية تبلغ 400 م²/غ: HB-630 يتم الحصول على هذا المنتج بعد معالجته بـ HMDS. يتميز هذا المنتج بأعلى مساحة سطحية نوعية ومحتوى كربوني بين جميع المنتجات المعدلة بـ HMDS، ويجمع بين قابلية تشتت ممتازة وشفافية عالية وخاصية كراهية الماء.
HB-630 يُعد هذا المنتج مناسبًا للمطاط الصناعي، وخاصة مطاط السيليكون الحراري (HTV) ومطاط السيليكون السائل (LSR)، وأنظمة الطلاء والأحبار، ومضادات الرغوة، ومساحيق الحبر للطابعات. وبفضل مساحة سطحه النوعية العالية، وحجم جسيماته الصغير، وتجانسه الجيد في التوزيع، يتميز بشفافية عالية، وكراهية فائقة للماء، وثبات في خاصية الانسيابية.
يمكن استخدامه كعامل تقوية لمطاط السيليكون الحراري (HTV) ومطاط السيليكون السائل (LSR). في الطلاءات والأحبار، يوفر خصائص مضادة للترسب والترهل، بالإضافة إلى خصائص انسيابية. كما يمنح مزيلات الرغوة قدرات فعالة في إزالة الرغوة ومنعها، ويحسن من انسيابية الحبر وتجانسه وثباته.
ونظرًا لهذه الاختلافات في الخصائص، فإن النماذج المختلفة من شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة لها تطبيقات متميزة.
توفر تقنية تعديل HMDS مسارًا فعالًا لإضفاء وظائف محددة على السيليكا المدخنة. فمن خلال ضبط المساحة السطحية النوعية للمادة الخام وعمق التعديل، يمكن تصميم منتجات كارهة للماء تلبي احتياجات سيناريوهات تطبيقية مختلفة بدقة متناهية. وتغطي سلسلة المنتجات، من HB-612 إلى HB-630، طيفًا واسعًا من التطبيقات، بدءًا من التطبيقات العامة وصولًا إلى التطبيقات عالية الأداء، مما يعكس تمامًا منطق علم المواد القائل بأن "البنية تحدد الأداء، والعملية تحدد الوظيفة".
مرحباً بالعملاء
اسمي فان، وأنا مدير أعمال شركة HIFULL، وأعمل في صناعة السيليكا المدخنة منذ أكثر من 10 سنوات. لا تتردد في الاتصال بي. يسعدني أن أقدم لك أفضل الخدمات والمنتجات.
