Hydrophobes Siliziumdioxidist ein Siliziumdioxid-Material, dessen Oberflächeneigenschaften nach spezieller Behandlung von hydrophil zu hydrophob wechseln.
Auf der Grundlage von pyrogene Kieselsäure oder gefällter Kieselsäure wird die Oberfläche durch chemische Modifikationsmethoden mit hydrophoben Gruppen verbunden, beispielsweise durch Behandlung mit Silankopplungsmittel, wobei der hydrophobe Teil des Silans mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche von Siliziumdioxid reagiert, sodass die Oberfläche von Siliziumdioxid von hydrophilen Gruppen bedeckt ist.
Physikalische Eigenschaft
- Das Aussehen ist in der Regel weißes Pulver, ähnlich wie gewöhnliches Siliziumdioxid.
- Hat eine nanoskalige Partikelgröße, was ihm eine große spezifische Oberfläche verleiht. Aufgrund der hydrophoben Oberfläche zeigt es jedoch beim Kontakt mit Wasser einzigartige Eigenschaften, wie zum Beispiel nicht so leicht von Wasser durchtränkt zu werden wie hydrophiles Siliziumdioxid und es wird ein hydrophober Effekt ähnlich dem "Lotusblatt-Effekt" auftreten.
Chemische Eigenschaft
- Hohe chemische Stabilität, kann in einem bestimmten Maß an Säure- und Alkaliumgebung stabil sein.
- Die hydrophoben Gruppen auf der Oberfläche verleihen ihm eine gute Affinität zu organischen Verbindungen, es kann sich gut in vielen organischen Lösungsmitteln verteilen und hat eine Abstoßung gegenüber Wasser.
Anwendungsbereich
- Farbenindustrie: kann die wasserabweisende und feuchtigkeitsbeständige Leistung von Farben erheblich verbessern. Wenn Beschichtungen auf Oberflächen wie im Freien befindlichen Gebäuden und Schiffen verwendet werden, kann hydrophobes Siliziumdioxid verhindern, dass Feuchtigkeit in die Beschichtung eindringt und somit die Lebensdauer der Beschichtung verlängert wird. Gleichzeitig verbessert es die Rheologie der Beschichtung und erleichtert das Auftragen der Beschichtung.
- Kosmetikindustrie: In einigen wasserfesten Kosmetika wie wasserfester Mascara, wasserfestem Lippenstift und anderen Produkten dient hydrophobes Siliziumdioxid als wichtiger Zusatzstoff, um zu verhindern, dass die Kosmetika durch Wasser gelöst oder abgewaschen werden und das Produkt eine gute Make-up-Wirkung beibehält.
- Elektronikmaterialien: Wird in Verpackungsmaterialien für elektronische Produkte verwendet, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit Schäden an elektronischen Bauteilen verursacht. Gleichzeitig hilft seine gute Dispersion, die Leistung von Verpackungsmaterialien zu verbessern.
Bei der hydrophoben Modifizierung von Siliziumdioxid werden hauptsächlich folgende Hilfsstoffe verwendet:
Allgemeines Modifikationsmittel
1. Silankopplungsmittel
- Typ und Eigenschaften: Dies ist die am häufigsten verwendete Klasse von Zusatzstoffen. Beispiele hierfür sind Methyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan usw. Seine Molekülstruktur enthält im Allgemeinen aktive Gruppen, die mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche von Siliziumdioxid reagieren können (wie Methoxygruppe) und organische Gruppen mit Hydrophobie (wie Methylgruppe und Vinylgruppe).
- Wirkungsprinzip: Die aktive Gruppe im Silankopplungsmittel reagiert chemisch mit der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche von Siliziumdioxid, um eine chemische Bindung zu bilden, während die hydrophobe Gruppe am anderen Ende nach außen verlängert wird. Dadurch ändern sich die Eigenschaften der Oberfläche von Siliziumdioxid von hydrophil zu hydrophob.
2. Silikonöl
- Typ und Eigenschaften: wie Dimethylsilikonöl usw. Silikonöl hat eine gute chemische Stabilität, eine niedrige Oberflächenspannung und eine ausgezeichnete Hydrophobie.
- Wirkungsprinzip: Silikonöl kann durch physikalische Adsorption oder teilweise chemische Bindung auf der Oberfläche von Siliziumdioxid abgedeckt werden. Bei dem physikalischen Adsorptionsprozess wird aufgrund der Hydrophobie des Silikonöls selbst eine hydrophobe Schicht auf der Oberfläche von Siliziumdioxid gebildet, wodurch die Möglichkeit des Kontakts zwischen Siliziumdioxid und Wasser verringert wird.