Silicon dioxide SiO2madalas ay may mapagpasyang epekto sa pagganap ng mga system, ito man ay silicone goma, manipis na pelikula, o mga elektronikong materyales sa packaging.
Bagama't ang pormula ng kemikal ay SiO2, ang morpolohiya at halaga nito ay lubhang nag-iiba dahil sa iba't ibang proseso ng produksyon. Ang mga karaniwan sa engineering ay kinabibilangan ng:
1. Gaseous na silica powder
Paano ito nangyari: Ang mga silicone halide (tulad ng silicon tetrachloride) ay nasusunog sa higit sa 1000 degrees Celsius sa isang apoy ng hydrogen oxygen.
Microscopic na morpolohiya: Napakalambot, hindi bilog na bola, ngunit ang mga flocculent na sangkap ay magkakaugnay tulad ng mga sanga ng puno (tatlong-dimensional na mga sanga ng chain), na may malaking partikular na lugar sa ibabaw.
Mga Tampok: Napakagaan, sobrang pinong (antas ng nanometer), napakadaling lumipad, mataas na presyo
Mahalagang tampok: Structure dominant filler
2. Precipitation silica
Pinagmulan: Sodium silicate (water glass) at acid ay sumasailalim sa kemikal na reaksyon at namuo sa may tubig na solusyon
Mga Tampok: Mababang gastos, malakas na pagsasaayos
Mahahalagang feature: Matipid sa gastos na hinimok ng functional filler
3. Spherical fused silica micro powder (malawakang ginagamit sa industriya ng semiconductor)
Pinagmulan: Tinutunaw ang high-purity na quartz powder sa pamamagitan ng mataas na temperatura ng apoy, na ginagamit ang pag-igting sa ibabaw upang gawing perpektong globo, at pagkatapos ay palamig ito.
Mga Tampok: Napakahusay na pagkalikido, napakababang koepisyent ng thermal expansion (CTE), at lubhang nakakatakot na pagkakabukod ng kuryente.
Mahalagang tampok: morphology driven high-end na tagapuno
Ang pagkakaiba sa pagitan ng gas-phase silica at precipitated silica sa mga tuntunin ng paggamit ay nakasalalay sa kanilang iba't ibang mga mekanismo para sa pag-regulate ng pagganap ng system: ang gas-phase silica ay napakahusay sa pagbuo ng matalinong three-dimensional na mga istruktura ng network upang makamit ang rheological control tulad ng pampalapot at thixotropy; Ang paraan ng pag-ulan ng silica ay nakatuon sa pagbibigay ng mga functional filler tulad ng reinforcement at suporta sa pamamagitan ng porous na istraktura at aktibidad sa ibabaw nito.
Sa ibaba, inihambing ko ang kanilang pangunahing data ng pagganap sa iba't ibang larangan ng aplikasyon, umaasa na mas madaling maipakita ang kani-kanilang mga pakinabang.
| Aplikasyon | paghahambing na epekto |
Gas phase silica |
Namuo ang silica |
| Silicone rubber reinforcement |
Epekto ng pampalakas |
Lubhang malakas, maaaring dagdagan ang lakas ng silicone goma ng 5-10 beses |
Maganda ang reinforcement effect, ngunit kadalasan ay mas mababa kaysa sa mga produktong gas-phase |
| Rheological control ng coatings |
Pampalapot at thixotropy |
Napakahusay, sa pagdaragdag ng 2%, ang mababang lagkit ng paggugupit ay maaaring pumailanglang mula 460 cP hanggang 12600 cP, at ang halaga ng thixotropy ay maaaring umabot ng hanggang 4.53 |
Mayroon itong pampalapot na epekto, ngunit ang mga katangian ng thixotropy at anti sagging nito ay kadalasang mas mababa kaysa sa mga pamamaraan ng gas-phase. |
| Gulong at goma |
rolling resistance |
Napakahusay na pagganap ng reinforcement |
Makabuluhang nabawasan, ang rolling resistance index ng mga gulong gamit ang high-performance sedimentation method ay maaaring mabawasan ng 20-30% kumpara sa ordinaryong carbon black |
|
|
wear resistance |
Maaaring makabuluhang mapabuti ang wear resistance |
Makabuluhang napabuti, maaaring bawasan ang rate ng pagkasira ng gulong ng 15-20% |
|
|
Hawak ng basang lupa |
Maaaring makabuluhang mapabuti ang pagkakahawak sa Wetland |
Epektibong pagpapabuti, maaaring tumaas ang wetland grip ng higit sa 9% |
| Mga espesyal na functional na application |
Liquid hanggang powder carrier |
Napakataas na kapasidad ng pagdadala ng langis, na may kakayahang mag-adsorbing ng mga likidong gamot hanggang sa 1.5 beses sa sarili nitong timbang, na may mas mahusay na kakayahang umagos ng pulbos at mga katangian ng pagpuno |
Ang kapasidad ng paglo-load ng langis ay medyo mababa, at ang daloy ng solidified powder ay hindi kasing ganda ng pamamaraan ng gas-phase. |
|
|
Toothpaste friction agent |
Napakadalang gamitin |
Ang pangunahing aplikasyon, na may katamtamang halaga ng friction ng RDA (100-150) at pagsipsip ng tubig (>50ml/20g), ay epektibong nakapaglilinis ng mga ngipin nang hindi nakakasira ng enamel |
Ang mga pagkakaiba sa data na ito ay tinutukoy ng magkakaibang "mga background" ng dalawang materyales:
Ang gaseous silica ay isang "master of rheology": ang pangunahing laki ng particle nito ay napakaliit (sa hanay ng nanometer), ang kadalisayan nito ay napakataas, at ang mga katangian ng ibabaw nito ay nagbibigay-daan dito upang mabilis na bumuo ng isang malakas na network ng hydrogen bond sa mga non-polar system. Samakatuwid, sa mga sitwasyong nangangailangan ng tumpak na kontrol sa pag-uugali ng likido, tulad ng high-end na pintura na anti sagging, adhesive anti settling, silicone rubber reinforcement, atbp., ito ay isang hindi mapapalitang pagpipilian.
Precipitation method silica ay ang "king of functional fillers": ito ay may mataas na cost performance ratio (mga 1/5 hanggang 1/3 ng halaga ng gas-phase method), at sa pamamagitan ng pagsasaayos ng proseso ng synthesis, ang partikular na surface area nito, oil absorption value, pore size at iba pang mga parameter ay maaaring flexibly na mabago upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan. Samakatuwid, sa sensitibo sa gastos at sari-saring demand na maramihang produktong pang-industriya tulad ng mga gulong, talampakan ng sapatos, toothpaste, feed, atbp., sinasakop nito ang higit sa 90% ng bahagi ng merkado.
