Produkty z krzemionki pirogenicznej: analiza techniczna, zastosowania i kontrola jakości — poprawa wydajności poprzez precyzyjną modyfikację powierzchni i stabilność dyspersji — NetEase

创建于02.27

Analiza techniczna produktów z krzemionki pirogenicznej

I. Podstawowe cechy i proces przygotowania

Fumed silica (nr CAS 112945-52-5) to materiał proszkowy w skali nano, wytwarzany przez hydrolizę w wysokiej temperaturze (1800℃) czterochlorku krzemu lub metylotrichlorosilanu w płomieniu wodorowo-tlenowym. Typowe parametry fizyczne są następujące:

Wielkość cząstek pierwotnych: 7-40 nm (mierzona za pomocą analizatora wielkości cząstek laserowych)
Powierzchnia właściwa: 50-380m²/g (mierzona metodą BET)
Gęstość nasypowa: 30-60g/l
Czystość: SiO₂≥99,8% (wykryta metodą XRF)

Jego trójwymiarowa struktura dendrytyczna powstaje w wyniku skupisk (agregatów) stopionych cząstek pierwotnych (cząstek pierwotnych) poprzez wiązania wodorowe, a następnie tworzy sieć kłaczkowatą poprzez adsorpcję fizyczną (rysunek 1).

II. Normy klasyfikacji technicznej

Zgodnie z normą GB/T 32678-2016 dzieli się je na:

Typ hydrofilowy (typ A)

• Gęstość grup hydroksylowych na powierzchni: 2,5-3,5 na nm² (mierzona metodą miareczkowania kwasowo-zasadowego)

• Wartość pH: 3,6-4,3 (10% dyspersja wodna)

• Wartość absorpcji oleju: 2,5-3,5 g/100 g (ASTM D281)

Typ hydrofobowy (typ B)

• Środek do obróbki powierzchni: Heksametylodisilazan/Dimetylodichlorosilan

• Kąt zwilżania: ≥120° (metoda zwilżania dynamicznego)

• Zawartość węgla: 0,5-5,0% (analiza pierwiastkowa)

III. Kluczowe cechy funkcjonalne

Efekt wzmacniający

W przypadku gumy silikonowej dodanie 15phr krzemionki pirogenicznej może zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie z 0,5 MPa do 12 MPa (GB/T 528). Mechanizm wzmacniający obejmuje:

Splątanie fizyczne: Trójwymiarowa struktura sieciowa ogranicza ruch segmentów łańcucha.
Adsorpcja chemiczna: Grupy silanolowe znajdujące się na powierzchni tworzą wiązania wodorowe z polimerem.

Właściwość tiksotropowa

W powłokach przy dodaniu 0,5-2,0% można uzyskać:

Wskaźnik tiksotropowy (TI): 2,5-5,0 (mierzony wiskozymetrem rotacyjnym)
Wartość anty-sag: ≥250μm (ASTM D4402)

Charakterystyka adsorpcji

Istnieje liniowa zależność pomiędzy powierzchnią właściwą i zdolnością adsorpcyjną:

Przy S = 380 m²/g wartość absorpcji DBP osiąga 320 g/100 g (ASTM D2414).

IV. Typowe parametry techniczne aplikacji

Wzmocnienie gumy silikonowej

Ilość dodatku: 8-20% wag.
Efekt wzmocnienia: Wytrzymałość na rozdarcie wzrasta 5-8 razy (ASTM D624)

Anty-sedymentacja powłok

Zalecana ilość dodatku: 0,3-1,5%
Stabilność przechowywania: ≥12 miesięcy (bez twardej sedymentacji)

Środki przeciwzbrylające w żywności

Dopuszczalna ilość dodatku: ≤2% (GB 2760)
Kąt spoczynku: ≤35° (w celu poprawy płynności)

V. Technologia modyfikacji powierzchni

Modyfikacja in situ

Wprowadź środki sprzęgające silanowe (takie jak KH-550) na etapie syntezy:

Temperatura modyfikacji: 800-1000℃
Wskaźnik szczepienia: 70-85% (mierzony metodą TGA)

Modyfikacja po leczeniu

Parametry procesu mokrego:

Rozpuszczalnik: Etanol/woda (stosunek objętości 7:3)
Temperatura reakcji: 60-80℃
Czas modyfikacji: 4-6h

VI. Kluczowe punkty kontroli jakości

Strata zapłonu: ≤2,0% (105℃×2h)

Pozostałość na sicie (45μm): ≤0,04% (metoda przesiewania na mokro)

Zawartość chlorków: ≤100ppm (metoda miareczkowania potencjometrycznego)

Całkowita zawartość metali ciężkich: ≤50 ppm (ICP-OES)

(Źródła danych: GB/T 20020-2013, ISO 18473-3:2018, dokument techniczny dotyczący produktu firmy Cabot)

Materiał ten może precyzyjnie spełniać wymagania reologiczne różnych scenariuszy zastosowań poprzez dostosowanie powierzchni właściwej (rysunek 2), rodzaju grup powierzchni i stopnia aglomeracji. Obecny rozwój technologiczny koncentruje się na precyzyjnej modyfikacji powierzchni i poprawie stabilności dyspersji, promując ekspansję jego zastosowań w powstających dziedzinach, takich jak powlekanie nowych separatorów baterii energetycznych i materiałów do druku 3D.

Kontakt

Zostaw swoje informacje, a skontaktujemy się z Tobą.