Влияние гидрофобного осажденного диоксида кремния на прочность пенополиуретановых силиконовых резиновых материалов.
силиконовые пеноматериалы Благодаря своей превосходной гибкости, устойчивости к высоким и низким температурам, химической стабильности и биосовместимости, они широко применяются в таких областях, как герметизация, теплоизоляция, амортизация и медицинские перевязочные материалы.
Однако механические свойства чистой силиконовой пены, как правило, слабые, что ограничивает ее применение в конструкционных или высоконагруженных средах. Гидрофобный пирогенный диоксид кремнияВ качестве высокоэффективного наноармирующего наполнителя в систему вспенивания силикона был введен , что значительно улучшило механические свойства материала.
Что такое силиконовая пена?
Силиконовая пена — это пористый эластомер, получаемый путем вспенивания высокомолекулярного материала с силоксановыми связями в основной цепи и органическими группами в боковых цепях. Она обладает превосходной атмосферостойкостью, электроизоляцией, газопроницаемостью и мягкостью на ощупь; однако чистый силиконовый каучук часто имеет низкую прочность и склонен к разрыву в процессе вспенивания, что затрудняет соответствие требованиям к механическим свойствам в инженерных приложениях.
Технические специалисты компании HIFULL, опираясь на экспериментальные данные, проверили и исследовали усиливающее воздействие гидрофобного осажденного диоксида кремния на прочность на разрыв и удлинение при разрыве силиконовых пенопластов, а также провели углубленный анализ механизма его упрочнения и практической ценности.
Рисунок 1
Согласно экспериментальным результатам, представленным на рисунке 1, после добавления 20% гидрофобного осажденного диоксида кремния к силиконовой пене прочность на растяжение значительно увеличилась. 145 кПа в контрольном образце для 390 кПачто представляет собой увеличение почти на 170%.
Рисунок 2
Между тем, как показано на рисунке 2, относительное удлинение при разрыве также увеличилось. от от 35% до 75%, увеличение более чем 114%Это существенное изменение указывает на то, что соответствующее количество гидрофобного пирогенного диоксида кремния может не только эффективно повысить жесткость и несущую способность материала, но и сохранить или даже улучшить его прочность и пластичность, обеспечивая комплексную оптимизацию характеристик, которая сочетает в себе... «Жесткость и гибкость».
Причина, по которой гидрофобный осажденный диоксид кремния оказывает более выраженный армирующий эффект в системе силиконового пенообразования, в основном обусловлена синергетическими механизмами в следующих аспектах:
1. Высокая удельная площадь поверхности и межфазное взаимодействие.
Дисперсный диоксид кремния обладает чрезвычайно высокой удельной поверхностью (обычно достигающей 30–450 м²/г), что позволяет ему образовывать большое количество активных центров в композитном материале. При равномерном распределении в силиконовой матрице он сильно взаимодействует с полимерными цепями посредством физической адсорбции или химической связи. Это играет «закрепляющую» роль во время передачи напряжений, эффективно предотвращая распространение трещин и повышая общую структурную стабильность.
Дальнейшее чтение: Как рассчитать удельную площадь поверхности пирогенного кремнезема
2. Построение трехмерной сетевой структуры
Частицы гидрофобного осажденного диоксида кремния имеют цепочечную или агломерированную структуру, которая в процессе обработки может образовывать трехмерную сеть, подобную «пространственному скелету». Эта сетевая структура не только повышает структурную целостность материала, но и эффективно рассеивает напряжение под действием силы, предотвращая преждевременное разрушение, вызванное локальной концентрацией напряжений.
3. Гидрофобная модификация улучшает совместимость.
Необработанные поверхности осажденного диоксида кремния богаты гидроксильными группами, которые легко соединяются с молекулами воды, что приводит к неравномерному распределению или даже агломерации в силиконовой матрице. В отличие от этого, после обработки поверхностные гидроксильные группы гидрофобного осажденного диоксида кремния заменяются неполярными группами, такими как метильные группы. Это значительно улучшает его совместимость с неполярными силиконовыми смолами, способствуя равномерному распределению и эффективному межфазному сцеплению.
Подробнее: Как измерить гидрофобность гидрофобного пирогенного кремнезема
4. Предотвращение разрушения клеток и улучшение их структуры.
В процессе вспенивания добавление гидрофобного осажденного диоксида кремния способствует стабилизации структуры пены. Его наночастицы действуют как центры нуклеации, способствуя образованию микроячеек и предотвращая их слияние или разрушение за счет укрепления стенок ячеек, что в конечном итоге приводит к образованию более однородной, плотной и прочной структуры пены.
В качестве эффективного наноармирующего наполнителя гидрофобный пирогенный диоксид кремния значительно повышает прочность на разрыв и удлинение при разрыве силиконовых пенопластовых материалов благодаря своей уникальной наноструктуре и характеристикам поверхности, обеспечивая комплексную оптимизацию механических свойств. В будущем, с развитием технологий модификации поверхности и улучшением процессов диспергирования, его применение в силиконовых композитных материалах станет еще более широким, обеспечивая важнейшую техническую поддержку для разработки высокоэффективных полимерных пенопластовых 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.
