上一篇帖子萬能添加劑“氣相法二氧化硅”的各種神奇應用小編整理了氣相二氧化硅的各種應用,本文來看看,擁有眾多神奇能力可以讓材料化腐朽為神奇的氣硅實現這些神奇效用的背后原因。
氣相二氧化硅的親水VS疏水
氣相二氧化硅有兩個大類∶非處理型和處理型,前者親水,后者疏水。氣相法生成的氣相二氧化硅,直接聚積、純化、收集、壓縮、包裝,未經過其他化學試劑處理,其表面保留有羥基,因而具有親水性。當氣相二氧化硅經過化學試劑處理,表面羥基被相應基團所取代(一般是疏水基團),因而具有疏水性。該類產品又分為完全處理型和不完全處理型兩個亞類。疏水性二氧化硅不能被水所潤濕,不能在水中分散,密度大于水的密度,但它們可以浮于水面之上。
不管是親水的還是疏水氣硅,其作用原理大體上都是靠氣硅表面的羥基和樹脂、單體以及氣硅之間形成氫鍵,構成三維網狀結構,達到相關的作用。
疏水性氣硅除了氣硅表面羥基外,還可以依靠氣硅表面經過改性的烷基之間纏繞構成三維網狀結構。所以,親水性氣硅只能用于極性較低的體系內(高極性下無法形成氫鍵),而疏水性氣硅主要用于極性較高的體系內(可以依靠改性的烷基纏繞起作用)。在膠粘劑和復材行業需要產品應用要求選擇粒徑(一般來說,氣硅粒徑越小,效果越好,但是分散難度也隨之增大)、表面改性種類(二甲基二氯硅烷,六甲基二硅氮烷等)。
在材料應用領域領域,氣硅主要分為液態體系、干燥體系、固態體系,不同的體系下,其應用機理有點區別,下文來分別了解一下:
液態體系:氣相法二氧化硅表面有大量羥基,可使聚集體之間形成氫鍵。當其充分分散于液態體系中時,便形成二氧化硅的網狀結構,這種網絡能增加液體的粘度,并產生觸變現象,主要起的作用是增稠、觸變、防沉、抗流掛等。此種特性可以廣泛應用于機械噴涂液相物料中,得到更好、更厚的噴涂效果。
為得到體系中良好的流變效果,二氧化硅粒子在液相體系中的適度分散是一個決定性的因素,過度分散會造成二氧化硅粒子之間的網狀結構遭到徹底破壞,即使長時間停止施加剪切力,其網狀結構也很難恢復。
高端護膚品的“秘方”:氣相二氧化硅
干燥體系:這類體系是指粉末類、顆粒類的物質,在這些材料體系中加入少量氣相二氧化硅,可以起到促進自由流動,防結塊和防阻塞等作用。二氧化硅聚集體的微觀結構使之很容易在干燥體系的大顆粒之間移動,并且在多數情況下,它可在粉末狀物質的顆粒表面形成一層包膜,使得顆粒像可滑移的滾珠軸承一樣,使大顆粒很容易滑動,這種特性有助于物料通過像閥門、噴頭等帶有小孔的設備;同時應用二氧化硅可以從根本上解決產品因吸潮受壓形成的結快,具有很強的吸附作用,是一種優良的流動促進劑。
加了氣相二氧化硅的粉體抗結塊能力強(左)
固態體系:氣相法二氧化硅對于交聯的聚合物系統是一種很有效的補強劑。這是由于氣相二氧化硅能夠增強固態體系的內聚,以及聚集體的微小粒徑和開放的支鏈性質使得聚合物(添加劑)有較大的接觸面積。氣相法二氧化硅粒子依靠其表面的硅醇基形成的氫鍵作用,促使二氧化硅粒子之間或二氧化硅粒子與甲基聚硅氧烷之間的交聯,從而極大地提高硅橡膠等的機械強度。
液體硅膠的優秀補強劑
接下來,我們繼續總結一下輔料界當之無愧的大哥大“氣相二氧化硅”都有些什么神奇的技能:
功能 | 應用簡述 |
增稠和觸變 | 氣相法二氧化硅在液態體系中的最重要和最廣泛的用途是控制和提高粘度及觸變性。 |
懸浮及乳化 | 氣相法二氧化硅的懸浮作用是由于它分散于溶液中時會形成網絡結構而產生的,這種網絡結構使體系中的顆粒不易聚結和發生相的分離。同時體系的粘度上升也有利于阻止體系中各組分的運動。一個很典型的應用案例就是水包油乳液。 |
抗結塊、促流動 | 氣相法二氧化硅所具有的極小的粒子和巨大的比表面積,使得它能在大多數粉末物質的較大顆粒之間起間隔劑的作用,與此相關的是起干滑作用,促進自由流動和抗結塊作用。除了前文提到作為固態粒子的促流動劑外,氣相法二氧化硅可以作為許多 液體的干載體,一起加入自由流動的粉末中。 |
增強、補強 | 氣相法二氧化硅所形成的網絡結構能夠增強固態體系的內聚力。影響其補強效果的因素主要有氣硅比表面積、添加量、疏水程度、pH值等。 |
參考資料:
1、氣相二氧化硅應機理及特性;沈陽化工股份有限公司,方彬,李延國,王剛等著。
編輯:粉體圈小白
作者:粉體圈
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