Silika hidrofobik adalah jenis bahan silika yang sifat permukaannya berubah dari hidrofilik menjadi hidrofobik setelah perlakuan khusus.
Berbasis silika terendap atau silika terendam, permukaannya terhubung dengan gugus hidrofobik melalui metode modifikasi kimia, seperti melalui perlakuan agen pengikat silana, bagian hidrofobik silana bereaksi dengan gugus hidroksil pada permukaan silikon dioksida, sehingga permukaan silikon dioksida ditutupi oleh gugus hidrofobik.
Sifat fisik
- Penampilannya umumnya bubuk putih, mirip dengan silika biasa.
- Memiliki ukuran partikel nanoskala, yang memberikan luas permukaan spesifik yang besar. Namun, karena permukaan hidrofobik, ia menunjukkan sifat unik saat kontak dengan air, seperti tidak mudah direndam oleh air seperti silika hidrofilik, dan akan ada fenomena hidrofobik yang mirip dengan "efek daun teratai".
Sifat kimia
- Stabilitas kimia tinggi, dapat stabil dalam lingkungan asam, alkali tertentu.
- Gugus hidrofobik pada permukaan memberikannya afinitas yang baik terhadap senyawa organik, dapat terdispersi dengan baik dalam banyak pelarut organik, dan memiliki sifat anti air.
Bidang aplikasi
- Industri cat: dapat secara signifikan meningkatkan kinerja tahan air dan tahan kelembaban cat. Ketika cat digunakan pada permukaan seperti bangunan luar dan kapal, silika hidrofobik dapat mencegah kelembaban meresap ke dalam lapisan cat, sehingga memperpanjang umur layanan lapisan cat, sambil juga meningkatkan rheologi lapisan cat dan membuat lapisan cat lebih mudah diaplikasikan.
- Industri kosmetik: Pada beberapa kosmetik tahan air, seperti maskara tahan air, lipstik tahan air, dan produk lainnya, silika hidrofobik sebagai aditif penting, dapat mencegah kosmetik larut atau tercuci oleh air, untuk membantu produk mempertahankan efek riasan yang baik.
- Bahan elektronik: Digunakan dalam bahan kemasan untuk produk elektronik untuk mencegah kelembaban menyebabkan kerusakan pada komponen elektronik, sementara dispersi yang baik membantu meningkatkan kinerja bahan kemasan.
Dalam modifikasi hidrofobik silika, bahan tambahan yang umum digunakan terutama sebagai berikut:
Agen modifikasi umum
1. Agen pengikat silana
- Jenis dan karakteristik: Ini adalah kelas aditif yang paling umum digunakan. Seperti metil trimetoksi-silana, vinil trimetoksi-silana, dll. Struktur molekulnya umumnya mengandung gugus aktif yang dapat bereaksi dengan gugus hidroksil pada permukaan silikon dioksida (seperti gugus metoksi) dan gugus organik dengan hidrofobisitas (seperti gugus metil dan gugus vinil).
- Prinsip tindakan: Gugus aktif dalam agen pengikat silana akan bereaksi secara kimiawi dengan gugus hidroksil pada permukaan silikon dioksida untuk membentuk ikatan kimia, sementara gugus hidrofobik di ujung lainnya akan memanjang ke luar, sehingga mengubah sifat permukaan silikon dioksida dari hidrofilik menjadi hidrofobik.
2. Minyak silikon
- Jenis dan karakteristik: seperti minyak silikon dimetil, dll. Minyak silikon memiliki stabilitas kimia yang baik, tegangan permukaan rendah, dan hidrofobisitas yang sangat baik.
- Prinsip tindakan: Minyak silikon dapat ditutupi pada permukaan silikon dioksida melalui adsorpsi fisik atau ikatan kimia sebagian. Dalam proses adsorpsi fisik, karena hidrofobisitas minyak silikon itu sendiri, lapisan hidrofobik akan terbentuk pada permukaan silikon dioksida, dengan demikian mengurangi kemungkinan kontak antara silikon dioksida dan air.
