Que l’effet de modification de surface de la poudre de silice soit bon ou non dépend de ces points !
La poudre de silice elle-même est une substance polaire et hydrophile. Il présente des propriétés d’interface différentes avec la matrice polymère et présente une mauvaise compatibilité. Il est souvent difficile de le disperser dans le matériau de base. Par conséquent, une modification de la surface de la poudre de silice est généralement nécessaire. Modifiez délibérément les propriétés physiques et chimiques de la surface de la poudre de silice en fonction des besoins de l’application, améliorant ainsi sa compatibilité avec les matériaux polymères organiques et répondant à ses exigences de dispersion et de fluidité dans les matériaux polymères.
Des facteurs tels que la qualité des matières premières de la poudre de silice, le processus de modification, la méthode et le modificateur de modification de surface, le dosage du modificateur, les conditions du processus de modification (température de modification, temps, pH et vitesse d’agitation) affectent tous l’effet de modification de surface de la poudre de silice. Parmi eux, les méthodes de modification de surface et les modificateurs sont les principaux facteurs affectant l’effet de modification.
1. Qualité des matières premières en poudre de silice
Le type, la taille des particules, la surface spécifique, les groupes fonctionnels de surface et d’autres propriétés de la poudre de silice affectent directement sa combinaison avec des modificateurs de surface. Les effets de modification des différents types de poudre de silice sont également différents. Parmi eux, la poudre de silice sphérique a une bonne fluidité, est facile à combiner avec le modificateur pendant le processus de modification et peut être mieux dispersée dans le système polymère organique. Et la densité, la dureté, la constante diélectrique et d’autres propriétés sont nettement meilleures que celles de la poudre de silice angulaire.
2. Méthodes et modificateurs de modification de surface
À l’heure actuelle, les méthodes de modification de surface de la poudre de silice sont principalement la modification organique, la modification inorganique et la modification mécanochimique, parmi lesquelles la méthode de modification la plus couramment utilisée est la modification organique. Lorsque l’effet d’une modification unique n’est pas bon, vous pouvez envisager de combiner la modification organique avec d’autres méthodes de modification pour la modification composite.
(1) Modification organique
La modification organique est une méthode qui utilise des groupes fonctionnels dans la matière organique pour effectuer une adsorption physique, une adsorption chimique et des réactions chimiques à la surface de la poudre de silice afin de modifier les propriétés de surface de la poudre de silice.
(2) Modification inorganique
La modification inorganique fait référence au revêtement ou à la composition de métaux, d’oxydes inorganiques, d’hydroxydes, etc. sur la surface de la poudre de silice pour donner au matériau de nouvelles fonctions. Par exemple, Oyama et al. a utilisé une méthode de précipitation pour recouvrir la surface du SiO2 avec Al(OH)3, puis a enveloppé le SiO2 modifié avec du polydivinylbenzène, qui peut répondre à certaines exigences d’application spéciales.
(3) Modification mécanochimique
La modification mécanochimique fait référence à l’utilisation d’abord d’un broyage ultra-fin et d’autres forces mécaniques fortes pour activer la surface des particules de poudre afin d’augmenter les points actifs ou les groupes actifs à la surface de la poudre de silice, puis à la combinaison de modificateurs pour obtenir une modification composite de la poudre de silice.
3. Modifier la posologie
La quantité de modificateur est généralement liée au nombre de points actifs (tels que Si-OH) à la surface de la poudre de silice et à la couche monomoléculaire et à l’épaisseur bimoléculaire du modificateur recouvrant la surface.
Lorsque la quantité de modificateur est trop faible, le degré d’activation de la surface de la poudre de silice modifiée ne sera pas élevé ; lorsque la quantité de modificateur est trop importante, cela augmentera non seulement le coût de la modification, mais formera également une couche physique multicouche sur la surface de la poudre de silice modifiée. L’adsorption amène l’interface entre la poudre de silice et le polymère organique à former une couche faible, ce qui entraîne l’incapacité de fonctionner comme un pont moléculaire unique.
4. Processus de modification et optimisation des conditions
Les procédés de modification couramment utilisés pour la poudre de silice comprennent principalement la modification sèche, la modification humide et la modification composite.
La modification sèche est une modification dans laquelle la poudre de silice est dispersée dans un équipement de modification dans un état relativement sec et combinée avec une certaine quantité de modificateur de surface à une certaine température. Le processus de modification à sec est simple et présente un faible coût de production. Il s’agit actuellement de la principale méthode de modification de surface de la poudre de silice domestique et convient à la poudre de silice au niveau micronique.
De plus, afin d’obtenir un bon effet de modification de la poudre de silice, la température, le pH, le temps, la vitesse d’agitation et d’autres conditions de traitement pendant le processus de modification doivent être contrôlés.
La température de modification est une condition importante pour la condensation, la déshydratation et la formation de fortes liaisons covalentes entre le modificateur et la poudre de silice. La température de modification ne doit être ni trop élevée ni trop basse. Une température trop élevée entraînera la décomposition ou la volatilisation du modificateur, et une température trop basse entraînera la décomposition ou la volatilisation du modificateur. Cela réduira la vitesse de réaction entre le modificateur et la poudre de silice, affectant l’effet de modification.