Влияние осажденного диоксида кремния на прочность на растяжение раствора
Физические и химические свойства осажденного диоксида кремния
Дымчатый диоксид кремния — это наноматериал, характеризующийся аморфной структурой, высокой удельной поверхностью, наноразмерным диаметром частиц, высокой поверхностной активностью, электроизоляцией, термической стабильностью, химической инертностью и высокой чистотой. При размере первичных частиц от 7 до 40 нм и удельной поверхности 30–450 м²/г , его поверхность богата силанольными функциональными группами.
Благодаря своей уникальной физико-химической структуре, осажденный диоксид кремния образует трехмерную сетку в жидких системах за счет водородных связей, придавая им загущающие, тиксотропные и упрочняющие свойства. Следовательно, он широко используется в качестве функциональной добавки в клеях, покрытиях и герметиках.
Оценка прочности на растяжение эпоксидной затирки
В качестве основного материала для заполнения швов между плитками при отделке зданий, качество затирки напрямую определяет ее долговечность. В большинстве коммерческих затирок используется эпоксидная смола или полимочевинная смола в качестве матрицы. Хотя эти системы демонстрируют хорошую адгезию, необходимы улучшения механической прочности и устойчивости к провисанию. Компания HIFULL оценила прочность на растяжение эпоксидной затирки, добавив в систему 0% и 6% осажденного диоксида кремния, чтобы определить его влияние на механические характеристики и проанализировать механизм его действия.
Результаты эксперимента: 0% против 6% содержания осажденного диоксида кремния.
В качестве контрольной группы использовался образец без осажденного диоксида кремния, а в качестве экспериментальной группы — образец с 6% осажденного диоксида кремния. Испытание на прочность при растяжении проводилось после отверждения в идентичных условиях.
Прочность на растяжение контрольного образца составляла 2.62 МПа, тогда как добавление 6% осажденного диоксида кремния увеличило прочность на растяжение до 12.23 МПа — улучшение на 367%. Данные показывают, что соответствующее добавление осажденного диоксида кремния значительно улучшает прочностные характеристики эпоксидной затирки.
Три механизма упрочнения в эпоксидных смолах
Улучшение прочности на растяжение обусловлено тремя синергетическими механизмами:
Физическое упрочнение трехмерной сетки: поверхностные силанольные группы на осажденном диоксиде кремния образуют непрерывную трехмерную сетку за счет водородных связей внутри смоляной матрицы. Эта сетка ограничивает движение полимерных цепей в статических условиях, повышая жесткость и несущую способность при растягивающем напряжении.
Улучшение межфазной связи: осажденный диоксид кремния обладает высокой поверхностной активностью и совместимостью с эпоксидной смолой, обеспечивая прочную межфазную адгезию. Под воздействием механического напряжения нагрузка эффективно передается на наночастицы, вызывая пластическую деформацию в окружающей матрице, что позволяет поглощать энергию и повышать общую прочность.
Уплотнение микроструктуры: наночастицы осажденного диоксида кремния заполняют микроскопические пустоты между полимерными цепями, уменьшая внутренние дефекты и точки концентрации напряжений, что приводит к более плотной микроструктуре.
Оптимальные коэффициенты загрузки и возможности промышленного снабжения
Хотя добавление 6% обеспечило значительное упрочнение в этом тесте, технические оценки HIFULL показывают, что содержание осажденного диоксида кремния не подчиняется линейной зависимости . Прочность на растяжение демонстрирует параболическую зависимость от уровня добавления: при более низких концентрациях равномерное распределение наночастиц образует эффективную упрочняющую сеть; при чрезмерных концентрациях агломерация частиц приводит к образованию микропустот, снижая прочность на растяжение. Поэтому оптимальные соотношения загрузки должны определяться экспериментально для конкретных составов смолы.
Компания Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. производит гидрофильный и гидрофобный осажденный диоксид кремния различных марок, поддерживая годовую производственную мощность в 40 000 тонн. Компания поставляет сырье для составов затирок и клеев, постоянно совершенствуя технологии модификации поверхности и диспергирования для оптимизации характеристик систем на основе смоляных матриц.
О ХИФУЛЛЕ
Наша основная продукция — это осажденный диоксид кремния SiO₂ , осажденный диоксид титана TiO₂ и осажденный оксид алюминия Al₂O₃. Мы обладаем более чем 20-летним опытом и годовой производственной мощностью 20 000 тонн. Мы поставляем в общей сложности 23 марки гидрофильного и гидрофобного осажденного диоксида кремния. Мы зарегистрированы в соответствии с регламентом REACH и имеем предварительную регистрацию в рамках K-REACH и KKDIK. Мы являемся ведущим органом по разработке стандартов ISO 18473-1:2015 , ISO 18473-3:2018 и ISO 23157:2021 . Узнайте больше о Hifull
Дальнейшее чтение:
Привет, Клиенты!
Меня зовут Ван, я бизнес-менеджер HIFULL, я работаю в сфере производства пирогенного кремнезема более 10 лет. Не стесняйтесь обращаться ко мне. Я с радостью предоставлю вам лучший сервис и продукцию.
