Гидрофобный осажденный диоксид кремния HIFULL® (обработанный DDS): характеристики и области применения.
Белая сажаВ качестве важного функционального наполнителя, хлорсилан получают путем гидролиза летучих хлорсиланов в водородно-кислородном пламени. Он характеризуется наноразмерными первичными частицами (обычно 7-40 нм), высокой удельной поверхностью (от 30 до 450 м²/г) и высокоразвитой агломерированной структурой.
Однако гидрофильный осажденный диоксид кремния богат поверхностными силанольными группами (-OH), обладает сильной полярностью и гигроскопичностью. В сильно полярных органических системах или средах, чувствительных к влаге, он склонен поглощать влагу и агломерироваться, что приводит к снижению диспергируемости и проблемам со стабильностью продукта. Для решения этих проблем был разработан гидрофобный осажденный диоксид кремния, обладающий обработка диметилдихлорсиланом (ДДС) Технология становится одним из важных путей достижения гидрофобной модификации поверхности.
Гидрофобный пирогенный диоксид кремния HIFULL® Получают путем модификации поверхности гидрофильного осажденного диоксида кремния. В качестве модификаторов обычно используют диметилдихлорсилан (DDS), гексаметилдисилазан (HMDS) и полидиметилсилоксан (PDMS), а также другие.
После модификации поверхности гидроксильные группы на поверхности диоксида кремния вступают в реакцию или экранируются, что делает материал гидрофобным.
Свойства
Принцип действия технологии модификации DDS основан на реакции силанизации, в ходе которой силанольные группы (-OH) на поверхности гидрофильного осажденного диоксида кремния химически реагируют с диметилдихлорсиланом. Полярность поверхности эффективно экранируется, что значительно снижает поверхностную энергию и придает материалу гидрофобность и органическую совместимость.
Эта модификация не только снижает гигроскопичность, но и улучшает диспергируемость и возможности реологического контроля в органических средах. Стоит отметить, что гидрофобная обработка — это не просто «маскировка» полярности, а достижение контролируемой регулировки поверхностной энергии посредством молекулярного дизайна, что позволяет адаптироваться к системам с различной полярностью.
Характеристики и различия продуктов, модифицированных DDS.
В процессе обработки DDS можно получить гидрофобные продукты из осажденного диоксида кремния различной спецификации, среди которых... HB-151 и HB-152 Продукция компании Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. является типичным примером.
Гидрофобный пирогенный диоксид кремния HIFULL® HB-151 получают путем обработки гидрофильного пирогенного диоксида кремния с удельной поверхностью, равной... 150 м²/г через DDS; при этом обработка гидрофильного осажденного диоксида кремния с удельной площадью поверхности составляет 200 м²/г через DDS В результате получается гидрофобный осажденный диоксид кремния HB-152.
Эти две модели продукции демонстрируют существенные различия в ключевых параметрах: Удельная площадь поверхности по методу BET для HB-152 составляет 170±30 м²/г при содержании углерода 0.8-1.6%; тогда как удельная площадь поверхности по методу BET для HB-151 составляет 120±30 м²/г при содержании углерода 0.6-1.2%.
Именно эти различия в структурных параметрах обуславливают более высокую гидрофобность, загущающие и тиксотропные свойства, прозрачность и упрочняющие свойства HB-152 по сравнению с HB-151.
С точки зрения физико-химических свойств, гидрофобный осажденный диоксид кремния, обработанный DDS, демонстрирует превосходную стабильность. На примере HB-152 потери при сушке (высушен при 105℃ в течение 2 ч) составляют ≤0.7, потери при прокаливании — ≤2.5%, содержание диоксида кремния — ≥99.8%, а значение pH суспензии (4%) — ≥3.9.
Реологический контроль и эксплуатационные характеристики
Исследователи из компании Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. обнаружили, что с точки зрения эксплуатационных характеристик гидрофобный осажденный диоксид кремния, обработанный DDS, в основном влияет на реологические свойства образование покрытий за счет водородных связей между силанольными группами на поверхности и переплетения молекул обрабатывающего агента.
Благодаря своей гидрофобности, он легче взаимодействует с неполярными органическими молекулами в системах покрытий, образуя рыхлую сетевую структуру.
Изготовление УФ-покрытий Например, при увеличении количества добавленного гидрофобного пирогенного диоксида кремния HB-151 с 0.5% до 2%, при низких скоростях сдвига вязкость может возрасти с 400 Па·с до 2800 Па·с, что составляет увеличение на 600%; при высоких скоростях сдвига вязкость также увеличивается с 420 Па·с до 1050 Па·с, что составляет увеличение на 150%, при этом тиксотропное значение возрастает с 0.9 до 2.8, сохраняя рост примерно на 210%.
Эти уникальные реологические характеристики позволяют широко применять гидрофобный осажденный диоксид кремния, обработанный DDS, в таких отраслях, как производство вулканизированной при комнатной температуре силиконовой резины (RTV), клеев для заливки электроники, клеев и герметиков, покрытий, чернил и порошковых покрытий.
Системы согласования полярности и применения
Согласно принципу согласования полярности, материалы с более низкой поверхностной энергией легче диспергируются в средах с низкой полярностью, в то время как для систем со средней и высокой полярностью требуются наполнители с умеренной полярностью для уравновешивания сил взаимодействия.
Благодаря чрезвычайно низкой поверхностной энергии, гидрофобный осажденный диоксид кремния, обработанный DDS, особенно подходит для низкополярных систем, таких как MSPolymer (силано-модифицированный полиэфир), STP-E, полиакрилаты и полисульфиды. Их межмолекулярные силы слабы, что требует использования гидрофобного осажденного диоксида кремния с чрезвычайно низкой поверхностной энергией, например, HB-151 и HB-152. Эти продукты обычно подвергаются глубокой алкилирующей модификации и могут хорошо связываться с матрицей за счет сил Ван дер Ваальса, обеспечивая эффективное загущение, тиксотропный и упрочняющий эффект.
В отличие от этого, системы средней и высокой полярности, такие как полиуретан, полиолы, полиамид, эпоксидные смолы и виниловые смолы, требуют выбора гидрофобных продуктов, сохраняющих небольшое количество полярных участков на поверхности. Это позволяет избежать чрезмерной агломерации, одновременно обеспечивая участие остаточных силанольных групп или специально разработанных полярных функциональных групп в межфазных взаимодействиях и даже способствуя реакциям сшивания.
Рыночные перспективы и направления дальнейшего развития
В условиях непрерывного роста мирового спроса на высокоэффективные материалы рыночные перспективы для гидрофобного осажденного диоксида кремния чрезвычайно широки. Особенно в областях со строгими требованиями к адгезионным свойствам, таких как высококачественная электронная упаковка, склеивание лопастей ветроэнергетических установок и конструкционные клеи для аэрокосмической отрасли, применение гидрофобного осажденного диоксида кремния, обработанного DDS, будет способствовать более эффективному и надежному развитию смежных областей.
В фотоэлектрической промышленности гидрофобный осажденный диоксид кремния может значительно повысить устойчивость фотоэлектрических клеев к атмосферным воздействиям, озону и химической коррозии, позволяя им адаптироваться к сложным и изменчивым условиям окружающей среды. Как ключевой материал для герметизации солнечных фотоэлектрических модулей, характеристики фотоэлектрического клея напрямую влияют на надежность и срок службы модулей.
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.
