Produk Silika Asap: Analisis Teknis, Aplikasi, dan Kontrol Kualitas - Meningkatkan Kinerja Melalui Modifikasi Permukaan Presisi dan Stabilitas Dispersi - NetEase

Dibuat pada 02.27

Analisis Teknis Produk Silika Asap

I. Karakteristik Dasar dan Proses Persiapan

Silika berasap (CAS No.112945-52-5) adalah bahan bubuk berskala nano yang dihasilkan oleh hidrolisis suhu tinggi (pada 1800℃) silikon tetraklorida atau metiltriklorosilana dalam nyala api hidrogen-oksigen. Parameter fisik umumnya adalah sebagai berikut:

Ukuran partikel primer: 7-40nm (diukur dengan penganalisa ukuran partikel laser)
Luas permukaan spesifik: 50-380m²/g (diukur dengan metode BET)
Kepadatan massal: 30-60g/L
Kemurnian: SiO₂≥99,8% (terdeteksi oleh XRF)

Struktur dendritik tiga dimensinya dibentuk oleh agregat (Agregat) partikel primer cair (Partikel primer) melalui ikatan hidrogen, dan selanjutnya membentuk jaringan flokulan melalui penyerapan fisik (Gambar 1).

II. Standar Klasifikasi Teknis

Menurut GB/T 32678-2016, diklasifikasikan menjadi:

Tipe hidrofilik (Tipe A)

• Kepadatan gugus hidroksil permukaan: 2,5-3,5 per nm² (diukur dengan titrasi asam-basa)

• Nilai pH: 3,6-4,3 (dispersi berair 10%)

• Nilai penyerapan minyak: 2,5-3,5g/100g (ASTM D281)

Tipe hidrofobik (Tipe B)

• Agen perawatan permukaan: Hexamethyldisilazane/Dimethyldichlorosilane

• Sudut kontak: ≥120° (metode pembasahan dinamis)

• Kandungan karbon: 0,5-5,0% (analisis unsur)

III. Karakteristik Fungsional Utama

Efek Penguatan

Pada karet silikon, penambahan 15phr silika berasap dapat meningkatkan kekuatan tarik dari 0,5MPa menjadi 12MPa (GB/T 528). Mekanisme penguatan melibatkan:

Keterikatan fisik: Struktur jaringan tiga dimensi membatasi pergerakan segmen rantai.
Adsorpsi kimia: Kelompok silanol permukaan membentuk ikatan hidrogen dengan polimer.

Sifat Tiksotropik

Pada pelapis, dengan jumlah penambahan 0,5-2,0% dapat mencapai:

Indeks tiksotropik (TI): 2,5-5,0 (diukur dengan viskometer putar)
Nilai anti-kendur: ≥250μm (ASTM D4402)

Karakteristik Adsorpsi

Ada hubungan linier antara luas permukaan spesifik dan kapasitas adsorpsi:

Ketika S = 380m²/g, nilai penyerapan DBP mencapai 320g/100g (ASTM D2414).

IV. Parameter Teknis Aplikasi Umum

Penguatan Karet Silikon

Jumlah penambahan: 8-20wt%
Efek penguatan: Kekuatan sobek meningkat 5-8 kali lipat (ASTM D624)

Anti-sedimentasi Pelapis

Jumlah penambahan yang disarankan: 0,3-1,5%
Stabilitas penyimpanan: ≥12 bulan (tanpa sedimentasi keras)

Anti-caking pada Makanan

Jumlah penambahan yang diizinkan: ≤2% (GB 2760)
Sudut istirahat: ≤35° (untuk meningkatkan fluiditas)

V. Teknologi Modifikasi Permukaan

Modifikasi In-situ

Perkenalkan agen penggandeng silana (seperti KH-550) pada tahap sintesis:

Suhu modifikasi: 800-1000℃
Tingkat pencangkokan: 70-85% (diukur dengan TGA)

Modifikasi Pasca Perawatan

Parameter proses basah:

Pelarut: Etanol/air (perbandingan volume 7:3)
Suhu reaksi: 60-80℃
Waktu modifikasi: 4-6 jam

VI. Poin-poin Penting Pengendalian Mutu

Kehilangan pengapian: ≤2,0% (105℃×2 jam)

Residu pada saringan (45μm): ≤0,04% (metode penyaringan basah)

Kandungan klorida: ≤100ppm (metode titrasi potensiometri)

Total kandungan logam berat: ≤50ppm (ICP-OES)

(Sumber data: GB/T 20020-2013, ISO 18473-3:2018, buku putih teknis produk Cabot)

Material ini dapat secara tepat memenuhi persyaratan reologi dari berbagai skenario aplikasi dengan menyesuaikan luas permukaan spesifik (Gambar 2), jenis kelompok permukaan, dan tingkat aglomerasi. Pengembangan teknologi saat ini berfokus pada modifikasi permukaan yang tepat dan peningkatan stabilitas dispersi, yang mendorong perluasan aplikasinya di bidang-bidang yang sedang berkembang seperti pelapisan untuk pemisah baterai energi baru dan material pencetakan 3D.

Kontak

Tinggalkan informasi Anda dan kami akan menghubungi Anda.