استرطاب السيليكا المدخنة: نتائج القياس الفعلية لمدة 80 يومًا باستخدام تقنيات معالجة مختلفة
تطبيقات السيليكا المدخنة واسعة النطاق، وتتراوح من المنتجات الراقية مثل مانعات التسرب السيليكون, الطلاءو الأحبار إلى مستحضرات التجميل, شركات نقل الأدويةو المضافات الغذائية. تؤثر قدرتها على امتصاص الرطوبة بشكل كبير على استقرار التخزين والخصائص الرومولوجية، مكافحة التكتل التأثيرات وخصائص المواد المساعدة على التدفق.
أجرى خبير HIFULL تحليلًا منهجيًا لأنماط تأثير الاسترطابية سيليكا مدخنة محبة للماء HL-200 و سيليكا مدخنة كارهة للماء عولجت بمُعدِّلات مختلفة. كما كشفت عن العلاقة الجوهرية بين تقنية المعالجة والأداء الاسترطابي بناءً على بيانات تجريبية، مما يوفر أساسًا علميًا لاختيار سيليكا HIFULL® المدخنة وتحسين العمليات في التطبيقات الصناعية.
مدخنة السيليكابفضل حجم جسيماته النانوية، ومساحته السطحية النوعية العالية، وبنيته الشبكية ثلاثية الأبعاد الفريدة، وخواصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة، يوفر هذا المركب أداءً ممتازًا في التكثيف والتماسك والتدعيم. وقد أصبح مادةً جديدةً غير عضوية وظيفية لا غنى عنها في الصناعة الحديثة.
السيليكا المدخنة المحبة للماء 
سيليكا مدخنة مسعور
أولاً، قام الفنيون بمراقبة الخسارة عند التجفيف (LOD) بشكل منهجي لعينات السيليكا المدخنة المحبة للماء HL-200 والعينات السيليكا المدخنة التي تمت معالجتها عبر تقنيات مختلفة على مدى فترة 80 يومًا، وكلها تحت نفس درجة الحرارة والرطوبة الثابتة.
شملت التجربة أربع مجموعات عينة: تم استخدام منتج HL-200 المحب للماء غير المعالج كمرجع أساسي، في حين تتكون مجموعات التحكم الثلاث من السيليكا المدخنة الكارهة للماء المعالجة بثلاثة معدِّلات سطحية مختلفة - هيكساميثيل ديسيلان (HMDS)، وديميثيل ديكلوروسيلان (DDS)، وبولي ديميثيل سيلوكسان (PDMS).
أظهرت البيانات التجريبية أنه مع مرور الوقت من اليوم صفر إلى اليوم 80، ارتفع مستوى التفاصيل (LOD) لـ HL-200 بشكل مستمر. كان مستوى التفاصيل الأولي 1.17% (وفقًا لمواصفات المصنع)، ثم وصل إلى 1.84% في اليوم العاشر، و2.73% في اليوم العشرين، ثم ارتفع تدريجيًا إلى 4.85% في اليوم الثمانين.
تحدث هذه الظاهرة لأن سطح السيليكا المُبخّرة المُحبّة للماء غني بمجموعات السيلانول (Si-OH)، التي تُشكّل روابط هيدروجينية قوية مع جزيئات الماء. مع مرور الوقت، تُمتص جزيئات الماء باستمرار وتتغلغل في المادة. تحت تأثير الرطوبة المحيطة، تتراكم كمية الرطوبة المُمتزّة مع زمن التلامس، مما يُظهر قدرةً كبيرةً على امتصاص الماء. التخزين طويل الأمد لهذه المادة مُعرّضٌ لامتصاص الرطوبة، مما يُضعف استقرار نظامها - على سبيل المثال، قد يُسبب تكتلًا وانخفاضًا في سيولة الطلاءات المسحوقة.
يزيد السيليكا المدخن من التصاق الطلاء الأكريليكي
دالة مقاومة الترهل لسيليكا الدخان في طلاء البولي يوريثين
يعمل السيليكا المدخن على تحسين الأداء المضاد للتآكل لطلاءات الإيبوكسي
بالنسبة للسيليكا المدخنة الكارهة للماء المعالجة بـ HMDS، ظل منحنى مستوى الكشف شبه مسطح، مع الحفاظ على مستوى الكشف عند مستوى منخفض باستمرار. وبالمثل، أظهرت السيليكا المدخنة الكارهة للماء المعالجة بـ DDS منحنى مستوى كشف مسطحًا مع قيم منخفضة. كما حافظت السيليكا المدخنة الكارهة للماء المعالجة بـ PDMS على مستوى الكشف ضمن نطاق منخفض للغاية.
أظهر HL-200 المحب للماء، والذي يحتوي على عدد كبير من مجموعات السيلانول على سطحه، ازديادًا في قابليته للرطوبة مع مرور الوقت، مما يعكس قوة قابليته للرطوبة. في المقابل، أُضيفت مجموعات كارهة للماء إلى سطح السيليكا المدخنة الكارهة للماء، المعدلة بمُعدِّلات جزيئية صغيرة مختلفة (HMDS، DDS، PDMS)، مما ثبط امتصاص الرطوبة بشكل كبير وسمح لمستوى التحلل بالبقاء منخفضًا بشكل ثابت على المدى الطويل.
هيكساميثيلديسيلازان (HMDS) هو مركب كيميائي يستخدم عادة كمعالجة سطحية للسيليكا المدخنة لجعلها كارهة للماء. تعمل المعالجة الكارهة للماء التي تتضمن HMDS على تعزيز قابلية انتشار وتوافق السيليكا المدخنة في الأنظمة الكارهة للماء. تلتصق جزيئات HMDS بسطح جزيئات السيليكا، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة طاردة للماء. يعمل هذا التعديل على تحسين أداء السيليكا المدخنة في تطبيقات مختلفة.
على الرغم من أن المعدلات المختلفة تختلف في التركيب الكيميائي وآلية التفاعل، فإن أيًا من هذه المعدلات يمكنه تنظيم استرطابية السيليكا المدخنة بشكل فعال، وتلبية متطلبات سيناريوهات التطبيق المختلفة (مثل الحساسية للرطوبة، ومتطلبات الأداء الرومولوجي، والخصائص الكهربائية، ومقاومة الطقس).
تُهيمن خاصية امتصاص الرطوبة للسيليكا المُبخّرة على تركيبها الكيميائي السطحي، بما في ذلك عدد مجموعات السيلانول ونوع المجموعات الكارهة للماء. ومن خلال التصميم التجريبي الدقيق والرصد، أظهر الفنيون بوضوح اختلافات خاصية امتصاص الرطوبة بين مختلف المنتجات على مدى فترات زمنية مختلفة. في التطبيقات العملية، يجب اختيار النوع المناسب من السيليكا المُبخّرة بناءً على ظروف محددة، مثل الحاجة إلى التخزين طويل الأمد ومتطلبات تحمل الرطوبة.
في المستقبل، ستواصل شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة دراسة التغيرات في قابلية امتصاص الرطوبة في البيئات القاسية (مثل الرطوبة العالية ودورات درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة) والتأثيرات التآزرية لقابلية امتصاص الرطوبة - الناتجة عن السيليكا المتبخرة المحبة للماء والكارهة للماء - على الأداء العام للمواد. وستواصل الشركة توسيع نطاق استخدام السيليكا المتبخرة في ظروف عمل أكثر تعقيدًا، مما يدفع عجلة تطوير تطبيقات دقيقة وعالية الأداء لمواد السيليكا المتبخرة في مختلف الصناعات.
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.
