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    五種主要二氧化硅的表面改性方法及特點

    * 來源: 網絡資源 * 發表時間: 2021/09/16 10:48:00 * 瀏覽: 7
    目前,白炭黑的工業化生產主要采用沉淀法。 白炭黑表面含有大量羥基等極性基團,導致水分子易吸附、分散性差、二次聚集等問題,從而影響白炭黑的工業應用效果。 因此,大多數白炭黑在工業應用前都需要進行表面改性,以提高其應用性能。

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    目前,二氧化硅的化學表面改性主要包括表面接枝改性、偶聯劑改性、離子液體改性、高分子界面改性和組合改性。 雖然每種改性工藝都有其自身的優勢和特點,但在工業應用中主要是通過偶聯劑進行改性。

    二氧化硅的表面改性方法及特點
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    1. 二氧化硅的表面接枝改性

    表面接枝改性法的原理是通過化學接枝法將與基體聚合物(如橡膠)性能相同的高分子聚合物接枝在二氧化硅表面。 一方面可以增強顆粒與基體之間的作用力,改變顆粒表面的極性,另一方面也可以提高二氧化硅本身的分散性。

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    適用于接枝分子量較小的聚合物。 當接枝聚合物的分子量高時,條件苛刻。

    2、白炭黑偶聯劑改性

    偶聯劑改性的原理是利用偶聯劑上的一些官能團與二氧化硅表面的羥基發生反應,從而改變二氧化硅表面的基團結構和分布,提高與基體的相容性和 自己的分散。 偶聯劑改性具有改性效果好、反應可控性高等優點。 是目前應用最廣泛的改性方法之一。

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    目前應用較多的是硅烷偶聯劑、硅氧烷偶聯劑和硅氮烷偶聯劑。 在實際應用中,偶聯劑改性的主要過程分為混合反應、冷卻分離、反復洗滌和沉淀四個步驟。


    3. 離子液體對二氧化硅的改性

    離子液體又稱常溫離子液體,是由有機陽離子和有機或無機陰離子組成的熔融鹽,在100℃以下呈液態。 離子液體改性是用離子液體改性劑代替傳統的有機相改性劑對二氧化硅進行改性。 與傳統的有機相改性劑相比,離子液體具有常溫液態、導電性強、穩定性高、溶解性好、不揮發、不易產生污染等優點。 更符合綠色生產的要求,但改性效果較差。
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    離子液體改性的工藝流程比較簡單。 在二氧化硅和離子液體的混合體系中加入一定量的無水乙醇,然后放入恒溫水浴中進行反應。 反應充分后,干燥即可得到改性二氧化硅。

    4. 二氧化硅大分子界面的改性

    用于高分子界面改性的改性劑是含有極性基團的高分子聚合物。 在與二氧化硅顆粒的改性反應中,高分子界面改性劑的分子主鏈在保持基本主鏈結構的同時引入更多的極性環氧基團,從而提高二氧化硅顆粒與基體的相容性,達到更好的界面改性效果。

    這種方法可以用偶聯劑對基體進行補強,但單獨使用時補強效果較差。

    5.白炭黑的改性

    復合改性是通過將二氧化硅與其他材料結合,結合各自的優點,提高橡膠制品的綜合性能。 這種方法可以結合兩種改性劑的優點來增強基體的綜合性能,但改性效果與改性劑的配比密切相關。

    例如,炭黑和白炭黑都是橡膠工業中良好的補強劑。 其中,炭黑是橡膠工業中最常用的補強劑之一。 炭黑的特殊結構可以增強橡膠材料的拉伸和撕裂強度,提高其耐磨性和耐寒性; 白炭黑作為補強劑,可以顯著提高橡膠制品的滾動阻力和抗濕滑性,但其單獨作用不如炭黑。 大量研究表明,炭黑和白炭黑作為補強劑結合使用,可以結合各自的優勢,提高橡膠制品的綜合性能。

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