Effet de l'ajout de différentes quantités de silice pyrogénée sur la résistance à la traction des adhésifs époxy
En science des matériaux polymères modernes, les adhésifs époxy sont largement utilisés dans l'aérospatiale, l'encapsulation électronique, l'industrie automobile et la construction de structures grâce à leurs excellentes propriétés d'adhérence, leur résistance thermique supérieure et leur stabilité chimique. Cependant, la résine époxy pure présente des défauts tels qu'une ténacité insuffisante et des contraintes internes élevées, ce qui limite son utilisation dans les applications hautes performances. Pour améliorer ces propriétés, les chercheurs optimisent souvent les performances mécaniques des adhésifs en y incorporant des charges fonctionnelles.
Parmi eux, la silice pyrogénée, en tant que charge inorganique à l'échelle nanométrique, est devenue un modificateur crucial pour améliorer les performances globales de adhésifs époxy en raison de sa surface spécifique élevée, de sa bonne dispersibilité et de son activité de surface.
HIFULL a analysé les modèles d'action et exploré les mécanismes de renforcement sur la base de données concernant l'influence de deux types de silice fumée (HB-139 et un certain concurrent hydrophobe) sur la résistance à la traction des adhésifs époxy à différents ajouts.
Figure 1
Comme le montre la figure 1, en observant les performances du HB-139 : lorsque l’ajout était de 0 %, la résistance à la traction de l’adhésif n’était que de 15 MPa ; lorsque l’ajout augmentait à 1 %, la résistance à la traction passait à 23.9 MPa ; en continuant d’augmenter à 2 %, elle atteignait 32.1 MPa ; à 3 %, elle culminait à 44.2 MPa, ce qui représente une augmentation de près de 200 % par rapport à la résistance de la matrice.
Par la suite, lorsque l'ajout a atteint 4 %, la résistance a chuté à 33.2 MPa, puis à 25.9 MPa à 5 %. La tendance générale présente une forme parabolique typique, avec une augmentation suivie d'une diminution, ce qui indique l'existence d'un taux d'ajout optimal.
Figure 2
Comme le montre la figure 2, les performances du composé hydrophobe concurrent étaient différentes. Sans ajout de composé, la résistance à la traction était de 15 MPa ; à 1 %, elle passait à 23.2 MPa ; et à 2 %, elle atteignait sa valeur maximale de 37.0 MPa.
Par la suite, à mesure que la teneur en matériau augmentait, la résistance fluctuait légèrement : elle chutait à 28.1 MPa à 3 %, remontait à 31.0 MPa à 4 % et se stabilisait à 33.1 MPa à 5 %. Bien que sa résistance maximale fût inférieure à celle du HB-139 (44.2 MPa), la courbe globale était plus plate, démontrant une forte résistance au surremplissage.
L'influence de silice pyrogénée La résistance à la traction des adhésifs dépend principalement de leur état de dispersion dans le système, de la force de liaison à l'interface et de la structure de réseau tridimensionnelle formée. Silice pyrogénée hydrophobe Elle subit une modification de surface, où ses groupes silanol sont remplacés par des groupes organiques, réduisant ainsi l'énergie de surface et améliorant la compatibilité avec les résines organiques.
De plus, la silice pyrogénée peut former une structure de réseau tridimensionnelle dans l'adhésif grâce aux forces de van der Waals ou aux liaisons hydrogène. Cette structure limite efficacement le mouvement des chaînes moléculaires de la résine et renforce l'adhérence.
Cependant, comme les nanoparticules ont tendance à s'agglomérer en raison de leur grande surface spécifique, notamment à forte concentration, la résistance à la traction diminue progressivement. Ceci est conforme à la règle générale selon laquelle « Un apport approprié améliore significativement les performances, tandis qu’un excès a l’effet inverse. »
En résumé, la silice pyrogénée, en tant qu'additif fonctionnel essentiel, peut améliorer significativement la résistance à la traction des adhésifs époxy. L'HB-139 présente des performances optimales à une concentration de 3 %, atteignant une résistance de 44.2 MPa, ce qui témoigne de son excellent pouvoir de renforcement.
À l'inverse, le matériau hydrophobe présente une bonne stabilité de dispersion et une résistance à la surcharge, ce qui le rend adapté aux applications exigeant une forte teneur en charge. Le choix entre les deux matériaux doit être effectué en fonction des scénarios d'application spécifiques. Ceux qui recherchent une force extrême devraient choisir HB-139 et contrôler précisément le dosage, tandis que ceux qui privilégient la stabilité du traitement et les performances à long terme peuvent privilégier le concurrent hydrophobe.
À propos du projet de loi HB-139
HIFULL® HB-139 is silice pyrogénée hydrophobe qui est produit par de la silice pyrogénée hydrophile avec une surface spécifique de 200m2/g après post-traitement chimique avec PDMS / Polydiméthylsiloxane, également connue sous le nom d'huile de silicone.
Lectures complémentaires:
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Je m'appelle Van, je suis le directeur commercial de HIFULL, je travaille dans l'industrie de la silice fumée depuis plus de 10 ans. N'hésitez pas à me contacter. Je suis heureux de vous fournir le meilleur service et les meilleurs produits.
