Гигроскопичность пирогенного кремнезема: результаты 80-дневных фактических измерений при различных технологиях обработки
Области применения пирогенного диоксида кремния обширны: от высокотехнологичных продуктов, таких как силиконовые герметики, покрытия и чернила в косметика, фармацевтические носители и пищевые добавкиЕго гигроскопичность существенно влияет на стабильность при хранении, реологические свойства, предотвращающее слипание эффекты и свойства материалов, способствующие текучести.
Эксперт HIFULL провел систематический анализ закономерностей влияния гигроскопичности гидрофильный пирогенный диоксид кремния HL-200 и гидрофобный пирогенный диоксид кремния обработанных различными модификаторами. Они также выявили внутреннюю корреляцию между технологией обработки и гигроскопичностью на основе экспериментальных данных, что обеспечило научную основу для выбора пирогенного диоксида кремния HIFULL® и оптимизации технологических процессов в промышленных условиях.
Белая сажаБлагодаря наноразмеру частиц, высокой удельной площади поверхности, уникальной трёхмерной сетчатой структуре и превосходным физико-химическим свойствам, он обладает выдающимися загущающими, тиксотропными и армирующими свойствами. Он стал незаменимым функциональным неорганическим материалом в современной промышленности.
Гидрофильный пирогенный диоксид кремния 
Гидрофобный дымящийся кремнезем
Во-первых, специалисты систематически контролировали потерю веса при высыхании (ПОС) гидрофильного пирогенного кремнезема HL-200 и образцов пирогенного кремнезема, обработанных различными методами, в течение 80 дней, все в условиях одинаковой постоянной температуры и влажности.
Эксперимент включал четыре группы выборок: необработанный гидрофильный продукт HL-200 служил в качестве исходного образца, в то время как три контрольные группы состояли из гидрофобного пирогенного диоксида кремния, обработанного тремя различными модификаторами поверхности — гексаметилдисилазаном (ГМДС), диметилдихлорсиланом (ДДС) и полидиметилсилоксаном (ПДМС).
Экспериментальные данные показали, что с увеличением времени от 0 до 80-го дня предел обнаружения (ПД) HL-200 непрерывно возрастал. Начальный предел обнаружения (ПД) составлял 1.17% (заводская спецификация), достигая 1.84% на 10-й день, 2.73% на 20-й день и постепенно увеличиваясь до 4.85% на 80-й день.
Это явление обусловлено тем, что поверхность гидрофильного пирогенного диоксида кремния богата силанольными группами (Si-OH), которые образуют прочные водородные связи с молекулами воды. С течением времени молекулы воды непрерывно адсорбируются и проникают в материал. Под воздействием влажности окружающей среды количество адсорбированной влаги накапливается со временем контакта, демонстрируя значительную гидрофильность. Длительное хранение такого материала склонно к поглощению влаги, что ухудшает стабильность системы материалов, например, может привести к агломерации и снижению текучести порошковых покрытий.
Пигментированный диоксид кремния увеличивает адгезию акрилового покрытия
Функция сопротивления провисанию пирогенного кремнезема в полиуретановом покрытии
Пигментированный диоксид кремния улучшает антикоррозионные свойства эпоксидных покрытий
Для гидрофобного пирогенного диоксида кремния, обработанного ГМДС, кривая предела обнаружения оставалась практически плоской, а предел обнаружения постоянно поддерживался на низком уровне. Аналогично, гидрофобный пирогенный диоксид кремния, обработанный ДДС, демонстрировал плоскую кривую предела обнаружения с низкими значениями предела обнаружения. Гидрофобный пирогенный диоксид кремния, обработанный ПДМС, также сохранял свой предел обнаружения в крайне низком диапазоне.
Гидрофильный HL-200 с большим количеством силанольных групп на поверхности со временем демонстрировал возрастающую гигроскопичность, что свидетельствует о его высокой гидрофильности. Напротив, гидрофобный пирогенный диоксид кремния, модифицированный различными низкомолекулярными модификаторами (ГМДС, ДДС, ПДМС), имел на поверхности гидрофобные группы, что значительно замедляло влагопоглощение и позволяло поддерживать низкий предел обнаружения (LOD) в течение длительного времени.
Гексаметилдисилазан (ГМДС) это химическое соединение, которое обычно используется в качестве поверхностной обработки для пирогенного кремнезема, чтобы сделать его гидрофобным. Гидрофобная обработка с использованием HMDS улучшает диспергируемость и совместимость пирогенного кремнезема в гидрофобных системах. Молекулы HMDS прикрепляются к поверхности частиц кремнезема, создавая водоотталкивающее покрытие. Эта модификация улучшает эксплуатационные характеристики пирогенного кремнезема в различных приложениях.
Хотя различные модификаторы различаются по химической структуре и механизму реакции, любой из этих модификаторов может эффективно регулировать гигроскопичность пирогенного кремнезема, отвечая требованиям различных вариантов применения (таким как чувствительность к влаге, требования к реологическим характеристикам, электрические свойства и устойчивость к атмосферным воздействиям).
Гигроскопичность пирогенного диоксида кремния определяется его поверхностной химической структурой, включая количество силанольных групп и тип гидрофобных групп. Благодаря точному экспериментальному планированию и мониторингу специалисты наглядно продемонстрировали различия в гигроскопичности различных продуктов в течение разных периодов времени. На практике выбор подходящего типа пирогенного диоксида кремния должен осуществляться с учетом конкретных условий, таких как необходимость длительного хранения и требования к влагостойкости.
В будущем компания Hubei Huifu Nanomaterial Co., Ltd. продолжит исследования изменений гигроскопичности в экстремальных условиях (таких как высокая влажность, циклы высоких и низких температур) и синергетического влияния гигроскопичности, обусловленной как гидрофильным, так и гидрофобным пирогенным кремнеземом, на общие эксплуатационные характеристики материалов. Компания продолжит расширять возможности применения пирогенного кремнезема в более сложных условиях эксплуатации, стимулируя разработку точных и высокопроизводительных приложений на основе пирогенного кремнезема в различных отраслях промышленности.
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.
