Silice fumée hydrophobe HIFULL® (traitée au DDS) : Caractéristiques et applications
Silice pyrogénéeCe matériau, utilisé comme charge fonctionnelle importante, est produit par hydrolyse de chlorosilanes volatils dans une flamme hydrogène-oxygène. Il se caractérise par des particules primaires nanométriques (généralement de 7 à 40 nm), une surface spécifique élevée (de 30 à 450 m²/g) et une structure agglomérée très développée.
Cependant, la silice pyrogénée hydrophile est riche en groupes silanol de surface (-OH), ce qui lui confère une forte polarité et une hygroscopicité importante. Dans les systèmes organiques très polaires ou les environnements sensibles à l'humidité, elle a tendance à absorber l'humidité et à s'agglomérer, ce qui diminue sa dispersibilité et engendre des problèmes de stabilité du produit. Pour pallier ces limitations, la silice pyrogénée hydrophobe a été développée. traitement au diméthyldichlorosilane (DDS) Cette technologie devient l'une des voies importantes pour parvenir à une modification hydrophobe de surface.
silice fumée hydrophobe HIFULL® Elle est préparée par modification de surface de silice pyrogénée hydrophile. Les modificateurs couramment utilisés comprennent le diméthyldichlorosilane (DDS), l'hexaméthyldisilazane (HMDS) et le polydiméthylsiloxane (PDMS), entre autres.
Après modification de surface, les groupes hydroxyle à la surface de la silice réagissent ou sont masqués, rendant le matériau hydrophobe.
Propriétés
Le principe de fonctionnement de la technologie de modification DDS repose sur une réaction de silanisation, au cours de laquelle les groupes silanol (-OH) présents à la surface de la silice pyrogénée hydrophile réagissent chimiquement avec le diméthyldichlorosilane. La polarité de surface est ainsi efficacement masquée, ce qui réduit considérablement l'énergie de surface et confère au matériau des propriétés hydrophobes et une compatibilité avec les composés organiques.
Cette modification réduit non seulement l'hygroscopicité, mais améliore également la dispersibilité et les propriétés rhéologiques en milieu organique. Il convient de noter que le traitement hydrophobe ne consiste pas simplement à « masquer » la polarité, mais plutôt à ajuster de manière contrôlée l'énergie de surface par conception moléculaire, permettant ainsi l'adaptation à des systèmes de polarités différentes.
Caractéristiques et différences des produits modifiés par DDS
Grâce au procédé de traitement DDS, il est possible d'obtenir des produits en silice pyrogénée hydrophobe aux spécifications variées, parmi lesquels HB-151 et HB-152 Les produits de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. en sont des exemples typiques.
La silice pyrogénée hydrophobe HIFULL® HB-151 est obtenue par traitement de la silice pyrogénée hydrophile avec une surface spécifique de 150 m²/g via DDS; tandis que le traitement de la silice pyrogénée hydrophile avec une surface spécifique de 200 m²/g via DDS donne de la silice fumée hydrophobe HB-152.
Ces deux modèles de produits présentent des différences significatives au niveau des paramètres clés : La surface spécifique BET du HB-152 est comprise entre 170±30m²/g, avec une teneur en carbone de 0.8 à 1.6 % ; tandis que la surface spécifique BET du HB-151 est comprise entre 120±30m²/g, avec une teneur en carbone de 0.6 à 1.2 %.
Ce sont précisément ces différences dans les paramètres structurels qui confèrent au HB-152 une hydrophobie, des propriétés épaississantes et thixotropes, une transparence et des propriétés de renforcement supérieures à celles du HB-151.
Du point de vue des propriétés physico-chimiques, la silice pyrogénée hydrophobe traitée au DDS présente une excellente stabilité. À titre d'exemple, la silice HB-152 présente une perte à la dessiccation (après séchage à 105 °C pendant 2 h) ≤ 0.7 %, une perte au feu ≤ 2.5 %, une teneur en silice ≥ 99.8 % et un pH de suspension (4 %) ≥ 3.9.
Contrôle rhéologique et performances d'application
Des chercheurs de Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. ont découvert qu'en termes de performances d'application, la silice pyrogénée hydrophobe traitée au DDS affecte principalement… Propriétés rhéologiques des revêtements grâce aux liaisons hydrogène des groupes silanol de surface et à l'enchevêtrement des molécules de l'agent de traitement.
Grâce à son hydrophobicité, il interagit plus facilement avec les molécules organiques non polaires dans les systèmes de revêtement, formant une structure de réseau lâche.
Revêtements UV Par exemple, lorsque la quantité ajoutée de silice fumée hydrophobe HB-151 passe de 0.5 % à 2 %, à de faibles taux de cisaillement, la viscosité peut augmenter de 400 Pa·s à 2800 Pa·s, soit une augmentation de 600 % ; à des taux de cisaillement élevés, la viscosité augmente également de 420 Pa·s à 1050 Pa·s, soit une augmentation de 150 %, tandis que la valeur thixotrope passe de 0.9 à 2.8, maintenant une croissance d'environ 210 %.
Ces caractéristiques rhéologiques uniques rendent la silice fumée hydrophobe traitée au DDS largement applicable dans des industries telles que le caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante (RTV), les adhésifs d'enrobage électronique, les adhésifs et les mastics, les revêtements, les encres et les revêtements en poudre.
Systèmes d'adaptation de polarité et d'application
Selon le principe de correspondance de polarité, les matériaux ayant une énergie de surface plus faible se dispersent plus facilement dans les milieux de faible polarité, tandis que les systèmes de polarité moyenne à élevée nécessitent des charges de polarité modérée pour équilibrer les forces d'interaction.
Grâce à sa très faible énergie de surface, la silice pyrogénée hydrophobe traitée au DDS est particulièrement adaptée aux systèmes de faible polarité, tels que les MSPolymer (polyéther modifié par silane), le STP-E, les polyacrylates et les polysulfures. Leurs forces intermoléculaires étant faibles, il est nécessaire d'utiliser une silice pyrogénée hydrophobe à très faible énergie de surface, comme HB-151 et HB-152. Ces produits sont généralement soumis à une alkylation poussée et peuvent se lier efficacement à la matrice par forces de van der Waals, assurant ainsi des effets épaississants, thixotropes et de renforcement.
En revanche, les systèmes de polarité moyenne à élevée, tels que le polyuréthane, les polyols, le polyamide, les résines époxy et les résines vinyliques, nécessitent la sélection de produits hydrophobes conservant une faible quantité de sites polaires en surface. Ceci évite une agglomération excessive tout en permettant aux groupes silanol résiduels ou aux groupes fonctionnels polaires introduits de participer aux interactions interfaciales et même de favoriser les réactions de réticulation.
Perspectives du marché et orientations de développement futures
Face à la demande mondiale croissante de matériaux haute performance, les perspectives de marché de la silice pyrogénée hydrophobe sont extrêmement vastes. En particulier dans les domaines exigeant une adhérence optimale, tels que l'encapsulation électronique haut de gamme, le collage des pales d'éoliennes et les adhésifs structuraux pour l'aérospatiale, l'utilisation de la silice pyrogénée hydrophobe traitée au DDS contribuera à un développement plus efficace et fiable de ces secteurs.
Dans l'industrie photovoltaïque, la silice pyrogénée hydrophobe améliore considérablement la résistance aux intempéries, à l'ozone et à la corrosion chimique des adhésifs photovoltaïques, leur permettant ainsi de s'adapter aux environnements extérieurs complexes et changeants. Matériau d'encapsulation essentiel pour les modules photovoltaïques, la performance de l'adhésif influe directement sur la fiabilité et la durée de vie de ces modules.
Bonjour, clients
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.
