氣相二氧化硅（又稱氣相法白炭黑）因其用途廣泛，在業(yè)內(nèi)一種有“工業(yè)味精”的美稱。它是一種精細(xì)、白色、無定形的粉體材料，具有粒徑小、比表面積大、表面活性高和純度高等特性，制備時(shí)一般由氯硅烷在氫氧焰中高溫水解縮合而得。

在氣相二氧化硅的制備過程中，由于鹵硅烷在水解之后的縮聚是不完全的，因此還殘留有許多硅羥基（Si-OH）在二氧化硅表面以及聚集體內(nèi)部，此外在氣相二氧化硅表面還有硅氧基。但隨著時(shí)間的延長，表面吸附的水分增加，氣相二氧化硅的表面硅氧基可以轉(zhuǎn)化為硅羥基。對于二氧化硅來說，這些基團(tuán)決定了它的化學(xué)特性，比如說硅羥基基團(tuán)容易與水分子形成氫鍵；而硅氧烷基團(tuán)具有化學(xué)惰性，會(huì)提高氣相二氧化硅的疏水程度。但在改性之前，氣相二氧化硅都是硅羥基基團(tuán)占主導(dǎo)地位。

氣相二氧化硅的表面結(jié)構(gòu)

二氧化硅表面硅羥基的多寡直接決定著二氧化硅的應(yīng)用性能。二氧化硅在體系中分散后，其表面的硅羥基通過相互作用形成氫鍵，從而形成一個(gè)二氧化硅網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在剪切力的作用下可以被破壞，剪切力消除后網(wǎng)絡(luò)又可再次形成，這就是氣相二氧化硅具有優(yōu)異的增稠觸變性能的原因。

但硅羥基數(shù)量并非越多越好——因?yàn)楣枇u基數(shù)量多了后，原生粒子之間極易相互碰撞而聚集在一起，形成微米級的二氧化硅二次聚集體，二次聚集體之間進(jìn)一步相互作用，形成尺寸較大的二氧化硅附聚體，影響氣相法白炭黑在有機(jī)聚合物中的分散性、相溶性以及其增稠觸變性能的發(fā)揮，例如使用硅羥基含量太多的氣相二氧化硅作填料的室溫膠會(huì)流淌。

二氧化硅表面改性示意圖

因此為了拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，氣相二氧化硅在使用前必須要進(jìn)行表面改性。表面改性能使二氧化硅粒子表面的活性羥基與有機(jī)化合物發(fā)生縮合反應(yīng)而在二氧化硅表面覆蓋一層有機(jī)分子，使二氧化硅表面由親水性變?yōu)槭杷裕瑥亩纳贫趸枧c有機(jī)物分子之間的浸潤性、分散性、界面結(jié)合強(qiáng)度，提高材料的綜合性能和產(chǎn)品的附加值。

經(jīng)過改性后的氣相二氧化硅，在橡膠、塑料、涂料、油墨油漆、電子等領(lǐng)域都有著大量應(yīng)用，附加值大增。雖然理論上只要能夠與硅經(jīng)基反應(yīng)的物質(zhì)都可以用作氣相二氧化硅的表面處理劑，但到底用什么、該怎么用、過程是否環(huán)保，對于很多人來說依舊是個(gè)難題。不過沒關(guān)系，因?yàn)樵?/span>7月2-3日于廣州舉辦的“2020全國二氧化硅材料創(chuàng)新與應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”上，來自廣州匯富研究院有限公司的段先健博士將為我們分享題為《氣相二氧化硅表面改性及其應(yīng)用》的報(bào)告。如果您也對氣相二氧化硅的表面改性感到疑惑，一定不能錯(cuò)過這份干貨滿滿的精彩報(bào)告！

報(bào)告人介紹

段先健博士

（1）長期從事超細(xì)粉體的制備技術(shù)、表面改性及應(yīng)用研究，擅長無機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料的開發(fā)及應(yīng)用。

（2）在超細(xì)粉體的制備和表面改性工藝及裝置以及超細(xì)粉體應(yīng)用方面申請專利20 余項(xiàng)（2項(xiàng)國際專利），獲得中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)2項(xiàng)

（3）參與國家、省、市科技項(xiàng)目10多項(xiàng)的研究。獲得廣東省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)， 湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廣州市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

（4）參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂2項(xiàng)；參與國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂2項(xiàng)，主持團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂1項(xiàng)。

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