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    沉淀法二氧化硅的表面性質有哪些影響?

    日期:2021/03/01 類型:行業新聞

      沉淀二氧化硅俗稱白炭黑,又稱水合硅酸、輕質二氧化硅,化學表達式一般寫成mSiO2·nH2O,外觀為白色高度分散的無定形粉末,也有加工成顆粒狀作為商品的。比重為2.319~2.653,熔點為1750℃。不溶于水及絕大多數酸,在空氣中吸收水分后會成為聚集的細粒。能溶于苛性鈉和氫氟酸。對其它化學藥品穩定,耐高溫不分解,不燃燒。具有很高的電絕緣性,多孔性,內表面積大,有吸水性,無毒。那你知道沉淀法二氧化硅的表面性質有哪些影響嗎?我們一起來了解一下吧。


    沉淀法二氧化硅


      1、水份


      沉淀法二氧化硅的水份包括:游離水和結合水。二氧化硅表面的游離水在受熱情況下易除去。游離水太少,說明二氧化硅表面輕基不多,降低了二氧化硅的活性,混煉時促使二氧化硅聚集,很難分布在膠料內。表面水少,不但使硫化速度受到影響,補強效果也相應降低。游離水稍高,混煉膠操作性能好,吃粉速度快粉塵飛揚少,包輥性也好,硫化速度略快。


      但含水量過高,生熱大,易焦燒、結團,分散不均,硫化膠表面易起氣泡,物理機械性能也相應下降。一般,表面水在6一8%能對二氧化硅分子起最好的隔離作用,從而防止顆粒的再次聚集,混煉時能均勻分布在膠料內,利于性能改進,加快硫化速度。結合水是二氧化硅“內部”的,比較穩定,高于400℃才能脫去。一般含量在4.0-7.0%。若結合水過多,說明反應過程中生成的凝膠含量高,干燥后的成品活性就小,對硅橡膠的補強作用也小。而結合水過少,說明反應過程中脫水過重,砂化傾向大,同樣對補強不利。


      2、PH值


      二氧化硅的酸堿性對膠料的硫化影響較大,酸性二氧化硅遲延膠料硫化,堿性則促進硫化,但堿性過高對補強不利。PH呈微酸性的二氧化硅,對膠料及制品的抗張,耐磨等有利,所以硅橡膠用沉淀法二氧化硅PH值一般為6一8,接近中性。


      3、表面改性處理


      二氧化硅的表面改性處理是指在二氧化硅中添加偶聯劑以達到其疏水性的目的。加入偶聯劑后,偶聯劑一端的CH3O一(甲氧基)易同二氧化硅表面層上的硅醇基反應,另一端與像膠分子反應,也即偶聯劑在二氧化硅與硅橡膠之間“架橋”作用。二氧化硅表面改性處理途徑很多,目前最通用的是用硅烷偶聯劑(如Si一69)進行處理。


      4、雜質的影響


      沉淀法二氧化硅在制備過程中容易帶入Cu、Fe、Mn等雜質,這些微量雜質盡管對膠料物性影響不大,但為了使硅橡膠制品具有優良的抗氧化和耐老化性能,仍要求Cu、Fe、Mn含量降到一定的限度。對此,GB 10517對沉淀法二氧化硅規定:Cu≤30 mg/kg,Mn≤50 mg/kg,Fe≤1000 mg/kg。


      沉淀法二氧化硅生產中的鈉鹽是生產中難以避免的,但鈉含量過高不宜作硅橡膠的補強填料,而且膠料透明性明顯不好。不過在生產過程中控制好反應合成工序,防止包裹過多Na的凝膠生成以及加強半成品漿料的漂洗,鈉鹽含量可下降到0.5%以下,這樣的沉淀法二氧化硅對膠料性能無甚影響,


      1、水份


      沉淀法二氧化硅的水份包括:游離水和結合水。二氧化硅表面的游離水在受熱情況下易除去。游離水太少,說明二氧化硅表面輕基不多,降低了二氧化硅的活性,混煉時促使二氧化硅聚集,很難分布在膠料內。表面水少,不但使硫化速度受到影響,補強效果也相應降低。游離水稍高,混煉膠操作性能好,吃粉速度快粉塵飛揚少,包輥性也好,硫化速度略快。


      但含水量過高,生熱大,易焦燒、結團,分散不均,硫化膠表面易起氣泡,物理機械性能也相應下降。一般,表面水在6一8%能對二氧化硅分子起最好的隔離作用,從而防止顆粒的再次聚集,混煉時能均勻分布在膠料內,利于性能改進,加快硫化速度。結合水是二氧化硅“內部”的,比較穩定,高于400℃才能脫去。一般含量在4.0-7.0%。若結合水過多,說明反應過程中生成的凝膠含量高,干燥后的成品活性就小,對硅橡膠的補強作用也小。而結合水過少,說明反應過程中脫水過重,砂化傾向大,同樣對補強不利。


      2、PH值


      二氧化硅的酸堿性對膠料的硫化影響較大,酸性二氧化硅遲延膠料硫化,堿性則促進硫化,但堿性過高對補強不利。PH呈微酸性的二氧化硅,對膠料及制品的抗張,耐磨等有利,所以硅橡膠用沉淀法二氧化硅PH值一般為6一8,接近中性。


      3、表面改性處理


      二氧化硅的表面改性處理是指在二氧化硅中添加偶聯劑以達到其疏水性的目的。加入偶聯劑后,偶聯劑一端的CH3O一(甲氧基)易同二氧化硅表面層上的硅醇基反應,另一端與像膠分子反應,也即偶聯劑在二氧化硅與硅橡膠之間“架橋”作用。二氧化硅表面改性處理途徑很多,目前最通用的是用硅烷偶聯劑(如Si一69)進行處理。


      4、雜質的影響


      沉淀法二氧化硅在制備過程中容易帶入Cu、Fe、Mn等雜質,這些微量雜質盡管對膠料物性影響不大,但為了使硅橡膠制品具有優良的抗氧化和耐老化性能,仍要求Cu、Fe、Mn含量降到一定的限度。對此,GB 10517對沉淀法二氧化硅規定:Cu≤30 mg/kg,Mn≤50 mg/kg,Fe≤1000 mg/kg。


      沉淀法二氧化硅生產中的鈉鹽是生產中難以避免的,但鈉含量過高不宜作硅橡膠的補強填料,而且膠料透明性明顯不好。不過在生產過程中控制好反應合成工序,防止包裹過多Na的凝膠生成以及加強半成品漿料的漂洗,鈉鹽含量可下降到0.5%以下,這樣的沉淀法二氧化硅對膠料性能無甚影響。

    關鍵字:

    二氧化硅,沉淀法二氧化硅

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