السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® (المعالجة بـ PDMS): الآلية والأداء والآفاق

تفاعل التكثيف: تخضع مجموعات السيلانول الطرفية لـ PDMS لتكثيف الجفاف مع مجموعات الهيدروكسيل على سطح SiO₂، مما يؤدي إلى تكوين روابط Si–O–Si؛

الامتزاز الفيزيائي والتغليف: تُشكّل جزيئات البولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS) ذات السلاسل الطويلة طبقةً كارهةً للماء على سطح الجسيمات النانوية، مما يحجب المجموعات المحبة للماء الأصلية. بعد معالجة HL-200 بـ PDMS، يتحول إلى المنتج الكاره للماء HB-139 مع ملاحظة تغييرات ملحوظة في معايير أدائه الرئيسية.

مساحة السطح النوعية: تنخفض من 200±20 م²/غ إلى 110±30 م²/غ، مما يشير إلى أن السطح مغطى بطبقة عضوية، مما يؤدي إلى ضعف قدرة امتصاص النيتروجين؛

خصائص السطح: تزداد زاوية التلامس بشكل كبير، مما يجعلها غير قابلة للتبلل بالماء وتظهر خصائص كارهة للماء نموذجية؛ قيمة الرقم الهيدروجيني: في معلق بنسبة 4٪ (إيثانول لا مائي: ماء = 1:1)، يتراوح الرقم الهيدروجيني من 4.0 إلى 7.0، وهو أعلى من الرقم الهيدروجيني للمنتج المحب للماء (نطاق الرقم الهيدروجيني 3.9-4.5).

يرتبط هذا بطبيعة مادة PDMS القلوية الضعيفة أو المحايدة؛ حجم الجسيمات: يزداد حجم الجسيمات الفعال للجسيمات الأولية قليلاً بسبب وجود طبقة الطلاء السطحي.

مزايا أداء HIFULL® HB-139

بفضل مزايا الأداء الفريدة التي يتمتع بها، يُظهر السيليكا المدخن الكاره للماء HB-139 آفاق تطبيق واسعة في مختلف الصناعات.

أولاً، بفضل خصائصه الممتازة في زيادة اللزوجة، والانسيابية ، ومقاومة الترهل، يُعدّ HB-139 مادة مضافة مثالية لمطاط السيليكون، والطلاءات، والأحبار. في هذه التطبيقات، يُحسّن HB-139 بشكلٍ فعّال الخصائص الريولوجية للمنتجات، ويمنع الطلاءات من التدفق على الأسطح الرأسية، ويعزز كفاءة البناء وجودة المنتج النهائي.

حبر الطباعة

مطاط سيليكون

دهانات وطلاءات

ثانيًا، توفر قدرة HB-139 العالية على تحميل الحشو دعمًا قويًا لتأثيرها المقوي في مطاط السيليكون. فمقارنةً بالسيليكا المدخنة المحبة للماء غير المعدلة، لا تُحدث HB-139 "تأثيرًا بنيويًا" - أي أنها لا تُسبب تدهورًا في أداء المادة نتيجة التكتل المفرط بين الجزيئات - حتى عند تحميلها بكميات كبيرة. تُمكّن هذه الخاصية مطاط السيليكون من تحقيق خصائص ميكانيكية ممتازة مع الحفاظ على سهولة التشكيل والاستقرار على المدى الطويل.

ثالثًا ، تُعدّ شفافية HB-139 ميزةً بارزةً أخرى. ففي الأنظمة الشفافة، مثل مطاط السيليكون الشفاف والطلاءات الشفافة، لا تؤثر إضافة HB-139 سلبًا على شفافية المنتجات. بل إنها تُضفي عليها خاصيةً عاليةً لكراهية الماء، مما يُحسّن مقاومتها للماء وقدرتها على مقاومة التلوث.

علاوة على ذلك، يُظهر HB-139 أداءً استثنائياً في مجال المواد المسحوقة. فخصائصه الممتازة المضادة للتكتل والمُحسّنة للتدفق تمنع تكتل طبقات الطلاء المسحوقة أثناء التخزين والنقل، مما يُحسّن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام HB-139 كمادة مضافة وظيفية في مواد التشحيم، وهلام الكابلات، وراتنجات فينيل إستر، وغيرها من المجالات لتحسين الأداء العام للمنتجات.

HIFULL® HB-139 (BET=180م²/جم)

تعرّف على المزيد: خصائص وتطبيقات HB-139 الوظيفية

تطبيق

مجال مطاط السيليكون: يُمكن لـ HB-139، كمادة مالئة مُقوّية، أن يُحسّن بشكلٍ ملحوظ القوة الميكانيكية عند نسب تعبئة عالية (>30% وزناً)، مع تجنّب "تأثير البنية" الناتج عن السيليكا المحبة للماء التقليدية. يُظهر سطحه الكاره للماء توافقاً أفضل مع مصفوفة مطاط السيليكون، مما يُساعد على الحفاظ على سيولة المعالجة والاستقرار على المدى الطويل.

الطلاءات والأحبار: يمنح HB-139 الأنظمة خصائص انسيابية ممتازة ومقاومة للترهل، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لأنظمة الراتنجات عالية القطبية. في الورنيشات الشفافة، وبفضل حجم جسيماته النانوية ومعامل انكساره المماثل لمعامل انكسار الراتنج، فإنه لا يؤثر على شفافية الطلاء عند تشتيته بالكامل، مع تحسين مقاومة الماء وخصائص مقاومة التلوث.

المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب : في المواد المانعة للتسرب المصنوعة من البولي يوريثان أو السيليكون القابلة للتصلب، يمكن لـ HB-139 التحكم بشكل فعال في السلوك الريولوجي، ومنع الترهل أثناء البناء، وتعزيز قوة التماسك.

مواد التشحيم وهلامات الكابلات : كعامل تكثيف وعامل انسيابي، يتشتت HB-139 بشكل مستقر في الوسائط القطبية، مما يمنع انفصال الزيت أو ترسب المواد المضافة، ويحسن موثوقية أنظمة التشحيم.

الطلاءات المسحوقية : يعمل HB-139 كعامل مضاد للتكتل ومساعد للتدفق، مما يحسن بشكل كبير من استقرار التخزين وسيولة الرش للمساحيق، وخاصة في أنظمة المساحيق فائقة النعومة.

راتنجات فينيل إستر والمواد المركبة: في أنظمة الراتنج، يمكن لـ HB-139 تنظيم اللزوجة، ومنع الترسيب، وتعزيز مقاومة العوامل الجوية وكراهية الماء للمنتجات النهائية.

من مادة HL-200 المحبة للماء إلى مادة HB-139 الكارهة للماء، تُجسّد تقنية تعديل مادة PDMS الدور المحوري لهندسة الأسطح في إضفاء الوظائف على المواد النانوية. ولا يقتصر الأمر على مجرد تغيير بسيط في الخصائص الفيزيائية، بل هو تحوّل جذري في التركيب الكيميائي.

لقد طورت السيليكا المدخنة من مادة مالئة غير عضوية متعددة الاستخدامات إلى مادة مضافة متخصصة عالية الأداء قادرة على تلبية متطلبات مجالات محددة عالية الجودة بدقة.