مجالات التطبيق والمقدمة التفصيلية للسيليكا المدخنة المحبة للماء ذات المساحة السطحية المحددة 50 م²/جم

1. الخصائص الأساسية

- طريقة التحضير: يتم إنتاجه عن طريق التحلل المائي عالي الحرارة لرباعي كلوريد السيليكون في لهب الهيدروجين والأكسجين، مما يؤدي إلى تكوين السيليكا غير المتبلورة على نطاق النانو.

- المساحة السطحية المحددة: 50 م²/جم (منخفضة نسبيا، مع جزيئات أكبر أو بنية أكثر إحكاما).

- خصائص السطح: محبة للماء (غنية بمجموعات الهيدروكسيل على السطح، والتي من السهل تشتيتها في الأنظمة القطبية).

- حجم الجسيمات: عادة ما يكون في نطاق 5-50 نانومتر، ولكن بسبب مساحة السطح النوعية المنخفضة نسبيًا، فقد تتكتل بعضها إلى جزيئات ثانوية.

2. مجالات التطبيق الأساسية

(1) الطلاءات والأحبار

- الوظيفة: التحكم الرومولوجي، ومكافحة الترسيب، والتلبيد.

- الآلية: يتم تشكيل بنية شبكية من خلال الروابط الهيدروجينية لمنع ترسب الصبغات؛ توفر مساحة السطح النوعية المنخفضة سماكة معتدلة، وهي مناسبة للطلاءات القائمة على الماء والتي تتطلب لزوجة منخفضة.

- الحالة: تستخدم في الطلاءات المعمارية القائمة على الماء، فهي تعمل على تحسين استقرار التخزين وتجنب السماكة المفرطة التي تؤثر على أداء البناء في نفس الوقت.

(2) المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب

- الوظيفة: تكثيف، ثيكسوتروبيا، تقوية.

- الميزة: تتمتع الخاصية المحبة للماء بتوافق جيد مع الأنظمة القائمة على الماء، وهي مناسبة للمواد اللاصقة الصديقة للبيئة (مثل الغراء الأبيض)، مما يمنع ترسب الحشو ويحسن دقة البناء.

(3) البلاستيك والمطاط

- الوظيفة: حشو شبه معزز، مساعد في المعالجة.

- التطبيق: في المطاط السيليكوني، يمكن أن يحل محل جزء من المنتجات ذات مساحة السطح النوعية العالية، مما يقلل التكاليف مع الحفاظ على خصائص ميكانيكية معينة؛ في البلاستيك (مثل PE)، فإنه يحسن قوة الانصهار ويقلل من عيوب المعالجة.

(4) مستحضرات التجميل

- الغرض: تعديل اللزوجة، وامتصاص الزيت، وتحسين ملمس الجلد.

- مثال: يستخدم في منتجات الوقاية من الشمس، فهو يوازن سيولة المستحلب، ويتجنب ظاهرة "التبييض"، ويمتص الزيوت الزائدة في نفس الوقت، مما يعزز الشعور بالانتعاش.

(5) الأدوية والأغذية

- الدور: مزلق، متفكك، ناقل.

- التفاصيل: كمزلق للأقراص (مثل أقراص فيتامين سي)، فإنه يحسن السيولة أثناء التحبيب؛ كما تعمل مساحة السطح النوعية المنخفضة على تقليل الاسترطاب وإطالة استقرار الأدوية.

(6) المواد الإلكترونية

- التطبيق: مواد التغليف، الحشوات الموصلة للحرارة.

- الوظيفة: في مواد لاصقة لتغليف الراتينج الإيبوكسي، فإنه يضبط خاصية التسوية ويمنع فيضان الغراء؛ عند ملء شحم السيليكون الموصل للحرارة، فإنه يوازن بين التوصيل الحراري والقدرة على البثق.

3. تحليل مزايا الأداء

- قابلية التشتت: تعمل مساحة السطح النوعية المنخفضة نسبيًا على تقليل القوى بين الجسيمات، مما يجعل من السهل تشتتها في الماء/المذيبات القطبية وتوفير استهلاك الطاقة.

- الفعالية من حيث التكلفة: فهي أرخص من منتجات السيليكا المدخنة ذات مساحة السطح النوعية العالية، وهي مناسبة للسيناريوهات التي لا تكون فيها متطلبات التعزيز صارمة.

- التوافق: السطح المحب للماء مناسب للأنظمة القائمة على الماء، وهو ما يتماشى مع اتجاه حماية البيئة (مثل استبدال المكثفات العضوية).

4. الاحتياطات

- حدود التعزيز: لا يصلح لمنتجات المطاط ذات متطلبات الخصائص الميكانيكية العالية (مثل مداس الإطارات).

- التخزين الجاف: نظرًا لقدرته الكبيرة على امتصاص الماء، فإنه يحتاج إلى الحماية من الرطوبة لتجنب التكتل والتأثير على التشتت.

- الاختيار البديل: عندما تكون هناك حاجة إلى سماكة عالية (مثل الطلاءات الهلامية)، فيجب استبدال المنتجات ذات مساحة السطح المحددة التي تزيد عن 200 متر مربع/جم.

5. أمثلة على المنتجات السوقية

- نماذج مماثلة: على الرغم من أن المساحة السطحية المحددة لسيليكا الدخان السائدة (مثل AEROSIL 200) عالية نسبيًا، إلا أن المنتجات المخصصة أو المصنفة يمكن أن تصل إلى 50 مترًا مربعًا / جرامًا (مثل طراز "ZLSIL-A50" من Zhonglian Chemical Co.، Ltd. وبعض الشركات المصنعة الأخرى).

- التكيف مع التطبيق: يتم استخدامه غالبًا في المجالات التي تتطلب التعديل الدقيق للخصائص الرومولوجية، مثل المواد اللاصقة الإلكترونية عالية الجودة أو المواد الهلامية الطبية.

6. الاتجاهات المستقبلية

- التخضير: تماشياً مع تطور الأنظمة المعتمدة على الماء، فإنها تحل محل الإضافات التقليدية المعتمدة على المذيبات.

- الوظيفية: يعمل تعديل السطح (مثل تطعيم البوليمرات) على توسيع نطاق تطبيقه في المواد الذكية، مثل حاملات الأدوية الحساسة لدرجة الحرارة.

من خلال التحليل أعلاه، تلعب السيليكا المدخنة المحبة للماء ذات المساحة السطحية المحددة البالغة 50 متر مربع / جرام دورًا مهمًا في مجالات صناعية متعددة بفضل معايير الأداء المتوازنة، وخاصة في السيناريوهات التي يتم فيها التأكيد على أداء المعالجة والتحكم في التكاليف.