Silika tozunun yüzey modifikasyon etkisinin iyi olup olmadığı bu noktalara bağlıdır!
Silika tozunun kendisi polar ve hidrofilik bir maddedir. Polimer matris ile farklı arayüz özelliklerine sahiptir ve uyumluluğu zayıftır. Temel malzemede dağılması genellikle zordur. Bu nedenle silika tozunun yüzey modifikasyonu genellikle gereklidir. Silika tozu yüzeyinin fiziksel ve kimyasal özelliklerini uygulamanın ihtiyaçlarına göre bilinçli olarak değiştirin, böylece organik polimer malzemelerle uyumluluğunu geliştirin ve polimer malzemelerdeki dağılım ve akışkanlık gereksinimlerini karşılayın.
Silika tozunun hammadde kalitesi, modifikasyon prosesi, yüzey modifikasyon yöntemi ve modifiye edici, modifiye edici dozajı, modifikasyon proses koşulları (modifikasyon sıcaklığı, zaman, pH ve karıştırma hızı) gibi faktörlerin tümü silika tozunun yüzey modifikasyon etkisini etkiler. Bunlar arasında yüzey modifikasyon yöntemleri ve değiştiriciler, modifikasyon etkisini etkileyen ana faktörlerdir.
1. Silika tozu hammaddelerinin kalitesi
Silika tozunun türü, parçacık boyutu, spesifik yüzey alanı, yüzey fonksiyonel grupları ve diğer özellikleri, yüzey değiştiricilerle kombinasyonunu doğrudan etkiler. Farklı silika tozu türlerinin modifikasyon etkileri de farklıdır. Bunlar arasında, küresel silika tozu iyi akışkanlığa sahiptir, modifikasyon işlemi sırasında değiştirici ile birleştirilmesi kolaydır ve organik polimer sistemi içinde daha iyi dağılabilir. Yoğunluk, sertlik, dielektrik sabiti ve diğer özellikler açısal silika tozundan önemli ölçüde daha iyidir.
2. Yüzey modifikasyon yöntemleri ve değiştiriciler
Şu anda, silika tozunun yüzey modifikasyon yöntemleri temel olarak organik modifikasyon, inorganik modifikasyon ve mekanokimyasal modifikasyondur; bunların arasında en yaygın kullanılan modifikasyon yöntemi organik modifikasyondur. Tek modifikasyonun etkisi iyi olmadığında, kompozit modifikasyon için organik modifikasyonu diğer modifikasyon yöntemleriyle birleştirmeyi düşünebilirsiniz.
(1) Organik modifikasyon
Organik modifikasyon, silika tozunun yüzey özelliklerini değiştirmek için silika tozunun yüzeyinde fiziksel adsorpsiyon, kimyasal adsorpsiyon ve kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için organik maddedeki fonksiyonel grupları kullanan bir yöntemdir.
(2) İnorganik modifikasyon
İnorganik modifikasyon, malzemeye yeni işlevler kazandırmak için silika tozunun yüzeyindeki metallerin, inorganik oksitlerin, hidroksitlerin vb. kaplanması veya birleştirilmesi anlamına gelir. Örneğin, Oyama ve ark. SiO2 yüzeyini Al(OH)3 ile kaplamak için bir çökeltme yöntemi kullanmış ve daha sonra değiştirilmiş SiO2’yi belirli özel uygulama gereksinimlerini karşılayabilecek polidivinilbenzen ile sarmıştır.
(3) Mekanokimyasal modifikasyon
Mekanokimyasal modifikasyon, silika tozunun yüzeyindeki aktif noktaları veya aktif grupları arttırmak için toz parçacıklarının yüzeyini aktive etmek için ilk önce ultra ince öğütme ve diğer güçlü mekanik kuvvetlerin kullanılmasını ve ardından silika tozunun kompozit modifikasyonunu elde etmek için değiştiricilerin birleştirilmesini ifade eder.
3. Değiştirici dozajı
Modifiye edici madde miktarı genellikle silika tozunun yüzeyindeki aktif noktaların (Si-OH gibi) sayısı ve yüzeyi kaplayan modifiye edicinin monomoleküler tabakası ve bimoleküler kalınlığı ile ilişkilidir.
Değiştirici miktarı çok küçük olduğunda, değiştirilmiş silika tozunun yüzeyinin aktivasyon derecesi yüksek olmayacaktır; Değiştirici miktarı çok büyük olduğunda, yalnızca modifikasyon maliyetini artırmakla kalmayacak, aynı zamanda modifiye silika tozunun yüzeyinde çok katmanlı bir fiziksel katman oluşturacaktır. Adsorpsiyon, silika tozu ile organik polimer arasındaki arayüzün zayıf bir tabaka oluşturmasına neden olur ve bu da tek moleküllü bir köprü olarak işlev görememesine neden olur.
4. Modifikasyon süreci ve durum optimizasyonu
Silika tozu için yaygın olarak kullanılan modifikasyon işlemleri esas olarak kuru modifikasyonu, ıslak modifikasyonu ve kompozit modifikasyonu içerir.
Kuru modifikasyon, silika tozunun bir modifikasyon ekipmanında nispeten kuru bir halde dağıtıldığı ve belirli bir sıcaklıkta belirli miktarda yüzey değiştirici ile birleştirildiği bir modifikasyondur. Kuru modifikasyon işlemi basittir ve üretim maliyeti düşüktür. Şu anda yerli silika tozunun yüzey modifikasyonunun ana yöntemidir ve mikron düzeyindeki silika tozu için uygundur.
Ayrıca silika tozunun iyi bir modifikasyon etkisi elde etmek için modifikasyon işlemi sırasında sıcaklık, pH, süre, karıştırma hızı ve diğer işlem koşulları kontrol edilmelidir.
Modifikasyon sıcaklığı, modifiye edici ile silika tozu arasında yoğunlaşma, dehidrasyon ve güçlü kovalent bağların oluşumu için önemli bir koşuldur. Modifikasyon sıcaklığı çok yüksek veya çok düşük olmamalıdır. Çok yüksek bir sıcaklık, değiştiricinin ayrışmasına veya buharlaşmasına neden olur ve çok düşük bir sıcaklık, değiştiricinin ayrışmasına veya buharlaşmasına neden olur. Bu, değiştirici ile silika tozu arasındaki reaksiyon hızını azaltarak modifikasyon etkisini etkileyecektir.