Aplikasi silika dalam karet silikon
Silika adalah salah satu bahan anorganik ultra-halus berteknologi tinggi yang paling penting, Karena ukuran partikelnya yang kecil, ia memiliki luas permukaan spesifik yang besar, adsorpsi permukaan yang kuat, energi permukaan yang besar, kemurnian kimia yang tinggi, kinerja dispersi yang baik, ketahanan termal, listrik resistensi dan sifat khusus lainnya. Dengan stabilitas, penguatan, penebalan dan thixotropy yang unggul, ia memiliki karakteristik unik di banyak disiplin ilmu dan bidang dan memainkan peran yang tak tergantikan.
penggunaansilikon dioksidadapat dibagi menjadi bahan silikon dan bidang lainnya, di mana jumlah bahan silikon menyumbang hampir 60% dari jumlah total silika berasap. Karet silikon adalah bahan yang paling banyak digunakan dalam bahan silikon, dan jumlah penambahannya bisa mencapai lebih dari 50%. Silika berasap terutama memainkan peran penguat dalam karet silikon HVT. Karena rantai molekul karet silikon sangat fleksibel dan interaksi antar rantai lemah, kekuatan karet silikon tanpa penguat sangat rendah (tidak lebih dari 0,4MPa) dan tidak memiliki nilai guna. Itu hanya dapat diterapkan setelah penguatan. Namun, kekuatan karet silikon yang diperkuat dengan silika berasap dapat ditingkatkan hingga 40 kali lipat.
Pengaruh silika berasap pada sifat mekanik karet silikon HTV
Efek penguatan silika berasap pada karet silikon HTV dipengaruhi oleh ukuran partikel, luas perbandingan dan strukturnya. Umumnya, semakin kecil ukuran partikel, semakin tinggi luas permukaan dan struktur spesifik, semakin baik efek penguatan dan semakin tinggi kekuatan dan kekerasan vulkanisir. Selain itu, jumlah silika yang diasapi dan dispersinya dalam matriks juga memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat-sifat vulkanisasi. Gambar 1 menunjukkan pengaruh jumlah silika yang diasap terhadap kekuatan tarik vulkanisasi. Dapat dilihat dari gambar bahwa dengan bertambahnya jumlah silika yang diasap, kekuatan vulkanisasi meningkat, umumnya mencapai puncak pada 35-50 phr. Ada juga banyak mekanisme penguatan dan model silika berasap untuk karet silikon. Penjelasan yang lebih diterima adalah bahwa gugus hidroksil bebas pada permukaan silika berasap membentuk kombinasi fisik atau kimia dengan molekul karet silikon, membentuk lapisan adsorpsi molekul karet silikon pada permukaan silika, membentuk struktur jaringan tiga dimensi silika berasap dan molekul karet silikon, sehingga secara efektif membatasi karet silikon. Deformasi rantai molekul mengarah pada penguatan. Perubahan kekuatan sobek vulkanisat mirip dengan kekuatan tarik, yang meningkat dengan penguatan silika berasap. Dengan bertambahnya jumlah silika berasap, kekuatan sobek pertama-tama meningkat, mencapai puncak dan kemudian sedikit menurun.
Pengaruh silika berasap pada kemampuan proses karet silikon HTV
Pengaruh fumed silika pada kemampuan proses karet silikon HTV umumnya dinyatakan sebagai derajat struktur (△ krep), yang sama dengan selisih antara nilai plastisitas (P28) senyawa yang disimpan pada suhu kamar selama 28 hari dan nilai plastisitas (P0) diukur segera setelah pencampuran. Nilai plastisitas senyawa terkait dengan jumlah silika yang diasapi, sifat permukaan dan struktur. Alasan strukturalnya adalah bahwa gugus hidroksil pada permukaan silika berasap dan atom oksigen dalam karet silikon membentuk ikatan hidrogen, dan permukaan silika mengadsorpsi rantai molekul karet silikon, yang menyebabkan penurunan fluiditas senyawa dengan perpanjangan waktu dan pengerasan senyawa, yang mempengaruhi kinerja pemrosesan. Oleh karena itu, perlu ditambahkan zat pengontrol struktur atau memilih silika yang diasapi setelah perlakuan permukaan dalam proses penggunaan. Penambahan agen kontrol struktur dan perawatan permukaan silika berasap semuanya melalui reaksi mesin kontrol struktur atau agen perawatan permukaan dengan silikon hidroksil pada permukaan silika, sehingga dapat mengurangi jumlah hidroksil permukaan, mengurangi jumlah hidrogen ikatan terbentuk dengan karet silikon, dan membuat campuran lebih stabil Waktu pencampuran dipersingkat dan plastisitas meningkat, yang dapat mengurangi efek struktural dan meningkatkan kemampuan proses dan stabilitas penyimpanan.
Aplikasi silika berasap dalam karet silikon RTV
Karet silikon vulkanisir suhu kamar (RTV) dapat dibagi menjadi satu komponen (RTV-1) dan dua komponen (RTV-2) dalam hal morfologi produk, dan dapat dibagi menjadi jenis kondensasi dan jenis tambahan dalam hal mekanisme vulkanisasi. Saat ini, silika berasap adalah pengisi penguat yang paling banyak digunakan dan efektif untuk karet silikon RTV. Karena karet silikon RTV umumnya digunakan sebagai penuangan, dempul, pelapis dan bahan penyegel lainnya, untuk menjaga viskositas dan fluiditas sebelum vulkanisasi, jumlah silika berasap umumnya jauh lebih sedikit daripada karet silikon vulkanisir suhu tinggi, dan itu sering digunakan bersama dengan pengisi penguat dan semi penguat lainnya untuk memfasilitasi operasi konstruksi.
Pengaruh kandungan silika berasap pada kekuatan tarik dan kekerasan karet silikon RTV
Silika adalah pengisi penguat yang sangat efektif untuk karet silikon RTV, yang secara signifikan dapat meningkatkan kekuatannya. Di satu sisi, ini karena efek ukuran kecil dan luas permukaan spesifik yang besar dari partikel silika berasap; di sisi lain, karena ada banyak gugus hidroksil silikon pada permukaan partikel silika berasap, yang dapat membentuk struktur jaringan melalui ikatan hidrogen dan gaya van der Waals. Pada saat yang sama, partikel silika juga memiliki interaksi yang kuat dengan molekul polisiloksan, yang meningkatkan adhesi antarmuka. Semakin kecil ukuran partikel silika, semakin besar luas permukaan spesifik, semakin besar permukaan kontak antara partikel dan senyawa, dan semakin banyak titik ikatan, semakin baik kinerja penguatan karet silikon RTV, dan semakin tinggi kekuatan tarik, kekuatan sobek, ketahanan aus dan kekerasan vulkanisasi. Namun, pada saat yang sama, dispersi menjadi sangat sulit, elastisitas menurun, dan kemampuan proses memburuk. Oleh karena itu, karet silikon RTV umumnya memiliki luas permukaan spesifik yang relatif rendah (kurang dari 200m2 / g) Fumed silika digunakan sebagai pengisi [16]. Karet silikon tanpa penguatan rapuh setelah vulkanisasi. Kekerasan karet silikon meningkat dengan meningkatnya jumlah silika.
Pengaruh kandungan silika pada sifat reologi karet silikon RTV
Silikaagregat memiliki struktur cabang tiga dimensi, yang dapat membentuk jaringan interaksi dalam sistem dispersi. Menggunakan karakteristik ini, silika di bidang sealant, sebagai pengental dan agen thixotropic, dapat meningkatkan viskositas, memastikan aliran bebas senyawa, dan mencegah caking, kendur dan runtuh. Mekanisme penebalan dan tiksotropi silikon dioksida terutama diwujudkan oleh interaksi ikatan hidrogen gugus hidroksil silikon di permukaan. Ketika terdispersi dalam polisiloksan, ikatan hidrogen dihasilkan antara partikel yang berbeda melalui gugus hidroksil silikon di permukaan, membentuk jaringan silikon dioksida, yang membatasi fluiditas sistem, meningkatkan viskositas, dan memainkan peran penebalan. Ketika dikenakan gaya geser, dioksigen meningkat Penghancuran jaringan silikon menyebabkan penurunan viskositas sistem dan efek tiksotropik, yang bermanfaat bagi konstruksi. Setelah gaya geser menghilang, ikatan hidrogen terbentuk kembali, jaringan silika pulih kembali, dan viskositas sistem kompon karet silikon RTV secara bertahap meningkat, yang secara efektif mencegah fenomena kendur senyawa selama vulkanisasi [17]. Properti anti kendur dari sistem terkait erat dengan nilai hasil dan tingkat pengurangan jaringan material setelah geser. Dalam aplikasi praktis, semakin tinggi nilai yield, semakin baik kinerja anti kendur senyawa tersebut. Senyawa yang ideal harus memiliki nilai hasil yang tinggi, indeks pengenceran geser yang tinggi dan laju reduksi yang cepat.
Pengaruh dispersi silika pada sifat karet silikon RTV
Ketika silika ditambahkan ke dalam karet silikon RTV, dispersi silika dalam polimer harus diperhatikan. Setelah proses dispersi berhenti, silika berasap dengan kondisi dispersi terbaik akan membentuk jaringan lengkap dalam sistem, yang memiliki viskositas tinggi dan karakteristik thixotropy yang sangat baik. Ketika senyawa mengalami gaya geser, viskositas akan sangat berkurang, menunjukkan fluiditas tertentu. Setelah gaya geser dihilangkan, viskositas akan pulih dengan cepat; jika dispersi tidak cukup atau berlebihan, hanya sebagian dari silika berasap yang akan terbentuk. Jaringan karbon hitam fase putih, menghasilkan viskositas yang lebih rendah dan tiksotropi yang buruk. Dalam sistem transparan, semakin tinggi transmitansi, semakin baik dispersi karbon hitam. Di bawah kondisi dispersi yang sama, produk dengan luas permukaan spesifik yang besar biasanya memiliki transparansi yang lebih baik.
Kesimpulannya, silika adalah bahan penguat yang sangat diperlukan untuk karet silikon. Karena sifatnya yang unik, telah banyak digunakan di bidang lain, seperti pelapis, tinta, kedokteran, kosmetik dan pemolesan kimia mekanis (CMP), dan memiliki masa depan yang cerah.