سیلیکا فیومد هیدروفیلیک و هیدروفوبیک: ویژگیها، کاربردها و تغییرات - افزایش نوآوریهای صنعتی و کیفیت محصول
سیلیس نانومقیاس آمورف هیدروفیلیک گازی یک پودر سیلیس آمورف نانومقیاس است که از طریق هیدرولیز در دمای بالا ترکیبات هالید سیلیسیم در داخل یک شعله هیدروژن-اکسیژن تولید میشود. به دلیل وجود گروههای هیدروکسیل بر روی سطح ذرات آن، خود به طور ذاتی خواص هیدروفیلیک را نشان میدهد و میتواند توسط آب مرطوب شود، باعث دسترسی موثر در محلولهای آبی شود.
اندازه ذرات اصلی آن در محدوده 7-20 نانومتر قرار دارد، اندازه ذرات تجمعی (به طور میانگین) تقریباً 150-300 نانومتر است و اندازه ذرات تجمعی (به طور میانگین) در بازه 1-50 میکرومتر قرار دارد. مساحت سطح خاص در بازه 90-400 متر مربع بر گرم قرار دارد و pH (یک محلول آبی 4٪) بین 3.7 تا 4.5 است.
از دیدگاه عملکرد برنامه، سیلیسیم فیومد هیدروفیلیک ویژگیهای ویژه هیدروفیلیک و اولئوفوبیک را به نمایش میگذارد. این ماده کارایی قابل توجهی را در اسناد کاربردی صنعتی نشان میدهد. به عنوان مثال، در زمینه رنگها و پوششها، میتواند به طور ماهرانه خواص رئولوژیکی را در طول پردازش تنظیم کند؛ میتواند به طور قابل توجهی اثر تقویتکنندگی را در الاستومرهای سیلیکونی آلی افزایش دهد؛ میتواند اثر غلظتدهندهای را در مایعات غیر قطبی ایجاد کند؛ و در ارتباط با مواد غذایی و پودرهای صنعتی، به بهبود قابلیت جریان کمک میکند. دامنه کاربرد آن در طیف گستردهای از صنایع از جمله رنگها و پوششها، چسبها و روکشها، پلی استرهای غیر اشباع و فیلمها، جوهرها، لاستیکهای سیلیکونی، آرایشی، دارویی، الاستومرها، مواد غذایی، پودرها و غیره گسترش مییابد.
- گاز هیدروفوبیک فاز سیلیکا
سیلیس فیومد هیدروفوبیک توسط تحت واکنش شیمیایی با ماده اصلاحی خاص تهیه میشود. مادههای اصلاحی معمول شامل هگزامتیل دیسیلازان (HMDS)، دیمتیل دیکلروسیلان (DDS)، پلیدیمتیلسیلوکسان (PMDS) و سیلانهای ویژه هستند. پس از فرایند اصلاح، گروههای هیدروکسیل روی سطح سیلیسا یا واکنش داده میشوند یا ماسک شده و در نتیجه هیدروفوبیکیت ایجاد میشود.
در مقایسه با سیلیس هیدروفیلی، سیلیس فیومد هیدروفوبیک ویژگیهای متمایزی ارائه میدهد. این نوع سیلیس نمیتواند توسط آب مرطوب شود و حتی اگر چگالی آن از آب بیشتر باشد، همچنان میتواند بر روی سطح آب شناور بماند. این نوع سیلیس جذب رطوبت ضعیفی دارد و کمتر تمایل به بازیابی رطوبت دارد. از نظر اندازه ذرات، این نوع بزرگتر از نوع هیدروفیلی است، در حالی که مساحت سطح خاص متناظر با نوع هیدروفیلی کاهش مییابد. محدوده pH (یک محلول آبی ایزوپروپانل با نسبت حجمی 1:1 4٪) از 3 تا 10 متغیر است.
گاز سیلیکا در فاز هیدروفوبیک ویژگیهای برجستهای از جمله الیافدوستی، غیر قطبی بودن و جذب رطوبت پایین دارد و نقش اساسی در برنامههای صنعتی مختلف دارد. این ماده در تسهیل پخش و کنترل رئولوژیک برجسته است و میتواند تأثیر ضخیمکنندهای برای مایعات قطبی داشته باشد. این ماده تأثیرات مهمی در تقویت، جلوگیری از زنگ زدگی، اهدای ویژگیهای هیدروفوبیک و بهبود مقاومت در برابر خط و خش دارد. به عنوان مثال، در تولید لاستیک سیلیکونی RTV (Room Temperature Vulcanized)، سیلیکا فیومد هیدروفوبیک میتواند به طور یکنواخت در سیستم لاستیک سیلیکونی پخش شود و خواص مکانیکی مانند مقاومت کششی و مقاومت پارگی لاستیک را بهبود بخشد، در حالی که ویژگیهای هیدروفوبیک مطلوبی به لاستیک سیلیکونی اضافه کند و امکان حفظ عملکرد پایدار در محیطهای مرطوب را فراهم کند؛ در صنعت رنگآمیزی، میتواند خواص رئولوژیکی رنگها را بهبود بخشد، رسوب پیگمنت را جلوگیری کند و مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر هوا و مقاومت در برابر خط و خش را افزایش دهد. به عنوان مثال، در برخی از رنگهای خودرویی با کیفیت بالا، اضافه کردن سیلیکا فیومد هیدروفوبیک به طور قابل توجهی درخشندگی و دوام رنگها را افزایش میدهد؛ در میان دفومرهای ارگانوسیلیکون، سیلیکا فیومد هیدروفوبیک به عنوان یک جزء فعال حیاتی، میتواند سریعاً تنش سطحی کف را کاهش دهد و باعث شکستن کف میشود. به دلیل طبیعت هیدروفوبیک خود، به راحتی توسط مایع مجدداً تر نمیشود، بنابراین کارایی بلندمدت دفومر را حفظ میکند. این ماده اصولاً قابل استفاده در لاستیک سیلیکونی RTV، چسبها و روانکنندهها، رنگها، جوهرها، رنگهای پودری، لاستیک سیلیکونی مایع، دفومرهای سیلیکونی، تونر چاپ، تونر، رزین استر وینیل، روغن روانکننده، ژل کابل و صنایع دیگر است.
به طور کلی، سیلیکاهای فیومد هیدروفیلیک و هیدروفوبیک به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، در صنایع مختلف صنعتی کاربردهای هدفمندی دارند. این دو نوع سیلیکا به یکدیگر تکمیل میشوند و با هم پیشرفت تکنولوژیک و افزایش کیفیت محصولات صنایع مرتبط را تسریع میکنند.