Как сравнить гидрофобность гидрофобного осажденного диоксида кремния
Дымчатый диоксид кремния — это важнейший неорганический наноматериал, широко используемый в таких областях, как покрытия, резина, пластмассы, косметика и электронная упаковка, благодаря своей высокой удельной поверхности, превосходной диспергируемости и выдающейся поверхностной активности. Контроль гидрофобности дымчатого диоксида кремния является ключевым фактором в улучшении общих характеристик материалов. Гидрофобный дымчатый диоксид кремния, обработанный различными модификаторами, демонстрирует более высокую влагостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и стабильность.
Специалисты HIFULL использовали измерение краевого угла смачивания для систематической оценки гидрофобных свойств трех гидрофобных образцов осажденного диоксида кремния, обработанных различными процессами модификации: HB-132 (модификатор гексаметилдисилазан, HMDS), HB-139 (модификатор полидиметилсилоксан, ПМДС), а также расширение HB-151 (модификатор диметилдихлорсилан, ДДС).
Техники использовали метод таблеточного прессования для количественного прессования трех типов осажденного диоксида кремния в однородные тонкие листы, а затем наносили капли жидкости на поверхности образцов с помощью гониометра для измерения контактного угла. Результаты эксперимента показали, что HB-139 (126.5°) > HB-132 (122.3°) > HB-151 (120.7°).
Больший краевой угол смачивания указывает на более высокую гидрофобность поверхности материала:
Основная причина этой разницы в гидрофобности заключается в существенных различиях в модифицирующем воздействии различных модификаторов на поверхность осажденного диоксида кремния.
Во-первых, модификатор, используемый для HB-139, имеет более длинную алкильную цепь или более высокую реакционную способность, что позволяет ему более полно замещать гидроксильные группы на поверхности диоксида кремния, образуя плотный гидрофобный слой, который значительно снижает поверхностную энергию, затрудняя растекание капель жидкости по поверхности.
Во-вторых, модификатор для HB-132 обладает несколько меньшей реакционной способностью или более короткой молекулярной цепью, что приводит к несколько меньшей скорости замещения поверхностных гидроксильных групп по сравнению с HB-139, вызывая недостаточную плотность гидрофобного слоя и, как следствие, уменьшение краевого угла смачивания.
Что касается HB-151, то используемый модификатор может иметь такие проблемы, как низкая эффективность реакции и слабая гидрофобная активность функциональных групп, лишь частично покрывающих поверхностные гидроксильные группы. Остаточные гидроксильные группы все еще обладают определенной степенью гидрофильности, что в конечном итоге приводит к наименьшему углу смачивания.
Начиная от данных об угле смачивания в лабораторных условиях и заканчивая практическим применением в промышленности, гидрофобность материалов напрямую влияет на конечные характеристики продукции. В таких областях, как герметики, покрытия и сепараторы для литиевых батарей, различия в характеристиках гидрофобного осажденного диоксида кремния могут приводить к значительным изменениям водостойкости, диспергируемости и срока службы изделий.
Этот эксперимент не только позволил уточнить ранжирование гидрофобности трех материалов на основе количественных данных, но и выявил основные причины различий в характеристиках с точки зрения механизмов модификации, предоставив научную основу для последующих предприятий в выборе материалов.
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.
