От этих моментов зависит, будет ли эффект модификации поверхности порошком диоксида кремния хорошим или нет!

Порошок кремнезема сам по себе является полярным и гидрофильным веществом. Он имеет разные свойства интерфейса с полимерной матрицей и имеет плохую совместимость. Часто бывает трудно диспергировать в основном материале. Поэтому обычно требуется модификация поверхности порошка диоксида кремния. Целенаправленно измените физические и химические свойства поверхности порошка диоксида кремния в соответствии с потребностями применения, тем самым улучшая его совместимость с органическими полимерными материалами и удовлетворяя требованиям к дисперсности и текучести в полимерных материалах.

Такие факторы, как качество сырья порошка диоксида кремния, процесс модификации, метод модификации поверхности и модификатор, дозировка модификатора, условия процесса модификации (температура модификации, время, pH и скорость перемешивания) — все это влияет на эффект модификации поверхности порошка диоксида кремния. Среди них методы модификации поверхности и модификаторы являются основными факторами, влияющими на эффект модификации.

1. Качество сырья из порошка кремнезема.

Тип, размер частиц, удельная поверхность, поверхностные функциональные группы и другие свойства порошка диоксида кремния напрямую влияют на его сочетание с модификаторами поверхности. Эффекты модификации различных типов порошка диоксида кремния также различны. Среди них сферический порошок диоксида кремния обладает хорошей текучестью, его легко сочетать с модификатором в процессе модификации и лучше диспергировать в системе органического полимера. А плотность, твердость, диэлектрическая проницаемость и другие свойства значительно лучше, чем у угловатого порошка кремнезема.

2. Методы и модификаторы модификации поверхности.

В настоящее время методы модификации поверхности порошка кремнезема представляют собой в основном органическую модификацию, неорганическую модификацию и механохимическую модификацию, среди которых наиболее часто используемым методом модификации является органическая модификация. Если эффект одиночной модификации неудовлетворителен, вы можете рассмотреть возможность объединения органической модификации с другими методами модификации для комплексной модификации.

(1) Органическая модификация
Органическая модификация — это метод, который использует функциональные группы в органическом веществе для проведения физической адсорбции, химической адсорбции и химических реакций на поверхности порошка диоксида кремния для изменения свойств поверхности порошка диоксида кремния.

(2) Неорганическая модификация
Неорганическая модификация подразумевает покрытие или соединение металлов, неорганических оксидов, гидроксидов и т. д. на поверхности порошка кремнезема с целью придания материалу новых функций. Например, Ояма и др. использовал метод осаждения, чтобы покрыть поверхность SiO2 Al(OH)3, а затем обернул модифицированный SiO2 полидивинилбензолом, который может соответствовать определенным специальным требованиям применения.

(3) Механохимическая модификация
Механохимическая модификация подразумевает использование сначала сверхтонкого измельчения и других сильных механических сил для активации поверхности частиц порошка для увеличения активных точек или активных групп на поверхности порошка диоксида кремния, а затем комбинирование модификаторов для достижения композиционной модификации порошка диоксида кремния.

3. Дозировка модификатора

Количество модификатора обычно связано с количеством активных точек (таких как Si-OH) на поверхности порошка кремнезема и мономолекулярного слоя, а также с бимолекулярной толщиной модификатора, покрывающего поверхность.

Когда количество модификатора слишком мало, степень активации поверхности модифицированного порошка кремнезема не будет высокой; когда количество модификатора слишком велико, это не только увеличит стоимость модификации, но и образует многослойный физический слой на поверхности модифицированного порошка диоксида кремния. Адсорбция приводит к образованию слабого слоя на границе раздела между порошком диоксида кремния и органическим полимером, что приводит к неспособности функционировать как мостик из одной молекулы.

4. Процесс модификации и оптимизация условий.

Обычно используемые процессы модификации порошка диоксида кремния в основном включают сухую модификацию, мокрую модификацию и композитную модификацию.

Сухая модификация — это модификация, при которой порошок диоксида кремния диспергируется в модификационном оборудовании в относительно сухом состоянии и соединяется с определенным количеством модификатора поверхности при определенной температуре. Процесс сухой модификации прост и имеет низкую стоимость производства. В настоящее время это основной метод модификации поверхности отечественного порошка диоксида кремния, который подходит для порошка диоксида кремния микронного уровня.

Кроме того, чтобы добиться хорошего эффекта модификации порошка диоксида кремния, необходимо контролировать температуру, pH, время, скорость перемешивания и другие условия процесса в процессе модификации.

Температура модификации является важным условием конденсации, обезвоживания и образования прочных ковалентных связей между модификатором и порошком кремнезема. Температура модификации не должна быть слишком высокой или слишком низкой. Слишком высокая температура приведет к разложению или испарению модификатора, а слишком низкая температура приведет к разложению или испарению модификатора. Это снизит скорость реакции между модификатором и порошком диоксида кремния, влияя на эффект модификации.