Sản phẩm Silica dạng khói: Phân tích kỹ thuật, ứng dụng và kiểm soát chất lượng - Nâng cao hiệu suất thông qua việc sửa đổi bề mặt chính xác và độ ổn định phân tán - NetEase

Phân tích kỹ thuật các sản phẩm Silica dạng khói

I. Đặc điểm cơ bản và quy trình chế biến

Silica khói (CAS số 112945-52-5) là vật liệu dạng bột nano được tạo ra bằng cách thủy phân ở nhiệt độ cao (ở 1800℃) silic tetraclorua hoặc methyltrichlorosilane trong ngọn lửa hydro-oxy. Các thông số vật lý điển hình như sau:

Cấu trúc dạng cây ba chiều của nó được hình thành bởi các tập hợp (Tập hợp) của các hạt sơ cấp nóng chảy (Hạt sơ cấp) thông qua liên kết hydro và tiếp tục hình thành mạng lưới bông cặn thông qua hấp phụ vật lý (Hình 1).

II. Tiêu chuẩn phân loại kỹ thuật

Theo GB/T 32678-2016, nó được phân loại thành:

Loại ưa nước (Loại A)

• Mật độ nhóm hydroxyl bề mặt: 2,5-3,5 trên nm² (đo bằng phương pháp chuẩn độ axit-bazơ)

• Giá trị pH: 3,6-4,3 (phân tán trong nước 10%)

• Giá trị hấp thụ dầu: 2,5-3,5g/100g (ASTM D281)

Loại kỵ nước (Loại B)

• Chất xử lý bề mặt: Hexamethyldisilazane/Dimethyldichlorosilane

• Góc tiếp xúc: ≥120° (phương pháp làm ướt động)

• Hàm lượng cacbon: 0,5-5,0% (phân tích nguyên tố)

III. Đặc điểm chức năng chính

Hiệu ứng tăng cường

Trong cao su silicon, việc thêm 15phr silica khói có thể làm tăng độ bền kéo từ 0,5MPa lên 12MPa (GB/T 528). Cơ chế gia cố bao gồm:

Tính chất Thixotropic

Trong lớp phủ, với lượng bổ sung 0,5-2,0% có thể đạt được:

Đặc điểm hấp phụ

Có mối quan hệ tuyến tính giữa diện tích bề mặt riêng và khả năng hấp phụ:

Khi S = 380m²/g, giá trị hấp thụ DBP đạt 320g/100g (ASTM D2414).

IV. Các thông số kỹ thuật ứng dụng tiêu biểu

Gia cố cao su silicon

Chống lắng đọng lớp phủ

Chống vón cục trong thực phẩm

V. Công nghệ biến đổi bề mặt

Sửa đổi tại chỗ

Đưa tác nhân liên kết silane (như KH-550) vào giai đoạn tổng hợp:

Sửa đổi sau khi điều trị

Các thông số của quá trình ướt:

VI. Những điểm chính của Kiểm soát chất lượng

Tổn thất cháy: ≤2,0% (105℃×2h)

Dư lượng trên sàng (45μm): ≤0,04% (phương pháp sàng ướt)

Hàm lượng clorua: ≤100ppm (phương pháp chuẩn độ điện thế)

Tổng hàm lượng kim loại nặng: ≤50ppm (ICP-OES)

(Nguồn dữ liệu: GB/T 20020-2013, ISO 18473-3:2018, Sách trắng kỹ thuật sản phẩm Cabot)

Vật liệu này có thể đáp ứng chính xác các yêu cầu về lưu biến của các tình huống ứng dụng khác nhau bằng cách điều chỉnh diện tích bề mặt riêng (Hình 2), loại nhóm bề mặt và mức độ kết tụ. Sự phát triển công nghệ hiện tại tập trung vào việc sửa đổi bề mặt chính xác và cải thiện độ ổn định phân tán, thúc đẩy việc mở rộng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực mới nổi như lớp phủ cho bộ tách pin năng lượng mới và vật liệu in 3D.