Гидрофобный осажденный диоксид кремния HIFULL® (обработанный полидиметилсилоксаном): механизм действия, характеристики и перспективы.
Для расширения области применения осажденного диоксида кремния в сильно полярных системах часто используются органические кремнийсодержащие модификаторы, придающие его поверхности гидрофобность. Полидиметилсилоксан (ПДМС), широко известный как силиконовое масло, представляет собой линейный кремнийорганический полимер, характеризующийся превосходной термической стабильностью, низкой поверхностной энергией и хорошей совместимостью, что делает его идеальным гидрофобным модификатором.
В процессе модификации полидиметилсилоксан (PDMS) взаимодействует с силанольными группами на поверхности гидрофильного осажденного диоксида кремния посредством физического покрытия или химических реакций. Основные пути реакции включают:
Реакция конденсации: концевые силанольные группы ПДМС подвергаются дегидратационной конденсации с гидроксильными группами на поверхности SiO₂, образуя связи Si–O–Si;
Физическая адсорбция и покрытие: длинноцепочечные молекулы ПДМС образуют гидрофобный слой на поверхности наночастиц, экранируя исходные гидрофильные группы. После обработки ПДМС исходный HL-200 трансформируется в гидрофобный продукт HB-139, при этом наблюдаются значительные изменения его ключевых эксплуатационных параметров.
Удельная площадь поверхности: она уменьшается с 200±20 м²/г до 110±30 м²/г, что указывает на покрытие поверхности органическим слоем, приводящее к ослаблению адсорбционной способности азота;
Свойства поверхности: Краевой угол смачивания значительно увеличивается, что делает поверхность несмачиваемой водой и придает ей типичные гидрофобные характеристики; значение pH: В 4% суспензии (безводный этанол:вода = 1:1) значение pH колеблется от 4.0 до 7.0, что выше, чем у гидрофильного продукта (диапазон pH 3.9–4.5).
Это связано со слабощелочной или нейтральной природой ПДМС; Размер частиц: эффективный размер первичных частиц незначительно увеличивается из-за наличия поверхностного покрытия.
Преимущества характеристик HIFULL® HB-139
Благодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам, гидрофобный осажденный диоксид кремния HB-139 демонстрирует широкие перспективы применения в различных отраслях промышленности.
Во-первых, благодаря своим превосходным загущающим, тиксотропным и противоскользящим свойствам HB-139 является идеальной добавкой для силиконовой резины, покрытий и чернил. В этих областях применения HB-139 может эффективно улучшать реологические свойства изделий, предотвращать растекание покрытий по вертикальным поверхностям, а также повышать эффективность строительства и качество готовой продукции.
Во-вторых, высокая загрузка наполнителя в HB-139 обеспечивает надежную поддержку его упрочняющего эффекта в силиконовой резине. По сравнению с немодифицированным гидрофильным осажденным диоксидом кремния, HB-139 не вызывает «структурного эффекта» — то есть, не приводит к ухудшению характеристик материала из-за чрезмерной агрегации между частицами — даже при высокой загрузке наполнителя. Эта характеристика позволяет силиконовой резине достигать превосходных механических свойств, сохраняя при этом хорошую технологичность и долговременную стабильность.
В-третьих , еще одним важным преимуществом является прозрачность HB-139. В прозрачных системах, таких как прозрачный силиконовый каучук и прозрачные покрытия, добавление HB-139 не оказывает негативного влияния на прозрачность изделий. При этом оно обеспечивает высокую гидрофобность, повышая водостойкость и противообрастающие свойства изделий.
Кроме того, HB-139 демонстрирует исключительно хорошие результаты в области порошковых материалов. Его превосходные антислеживающие и улучшающие текучесть свойства предотвращают слипание порошковых покрытий во время хранения и транспортировки, тем самым повышая эффективность производства и качество продукции.
Кроме того, HB-139 может использоваться в качестве функциональной добавки в смазочных материалах, кабельных гелях, винилэфирных смолах и других областях для улучшения общих характеристик продукции.
Подробнее: Свойства и функциональные применения законопроекта HB-139
Области применения
Область применения силиконовой резины: В качестве армирующего наполнителя HB-139 может значительно повысить механическую прочность при высоких концентрациях наполнителя (>30 мас.%), избегая при этом «структурного эффекта», вызываемого традиционным гидрофильным диоксидом кремния. Его гидрофобная поверхность демонстрирует лучшую совместимость с матрицей силиконовой резины, способствуя поддержанию текучести при обработке и долговременной стабильности.
Покрытия и чернила: HB-139 придает системам превосходную тиксотропию и противоскользящие свойства, что делает его особенно подходящим для систем на основе высокополярных смол. В прозрачных лаках, благодаря наноразмеру частиц и показателю преломления, сопоставимому с показателем преломления смолы, он не влияет на прозрачность покрытия при полном диспергировании, одновременно улучшая водостойкость и противообрастающие свойства.
Клеи и герметики : В полиуретановых или силиконовых герметиках, отверждаемых в процессе формования, HB-139 эффективно контролирует реологические свойства, предотвращает провисание во время строительства и повышает прочность сцепления.
Смазочные материалы и кабельные гели : В качестве загустителя и тиксотропного агента HB-139 стабильно диспергируется в полярных средах, предотвращая расслоение масла или осаждение присадок и повышая надежность систем смазки.
Порошковые покрытия : В качестве противослеживающего агента и средства, улучшающего текучесть, HB-139 значительно повышает стабильность при хранении и текучесть порошков при распылении, особенно в системах со сверхтонкими порошками.
Винилэфирные смолы и композитные материалы: В смоляных системах HB-139 может регулировать вязкость, предотвращать оседание и повышать атмосферостойкость и гидрофобность конечных продуктов.
От гидрофильного HL-200 до гидрофобного HB-139, технология модификации PDMS прекрасно иллюстрирует ключевую роль поверхностной инженерии в функционализации наноматериалов. Это не просто изменение физических свойств, а глубокая трансформация химической идентичности.
Благодаря этому, осажденный диоксид кремния превратился из универсального неорганического наполнителя в специализированную высокоэффективную добавку, способную точно соответствовать требованиям конкретных высокотехнологичных областей.
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.
