Silika hidrofobik adalah jenis bahan silika yang sifat permukaannya berubah dari hidrofilik menjadi hidrofobik setelah perlakuan khusus.
Atas dasar silika berasap atau silika yang diendapkan, permukaannya dihubungkan dengan gugus hidrofobik melalui metode modifikasi kimia, seperti melalui perlakuan agen penggandeng silana, bagian hidrofobik dari silana bereaksi dengan gugus hidroksil pada permukaan silikon dioksida, sehingga permukaan silikon dioksida ditutupi oleh gugus hidrofobik.
Properti fisik
- Penampakannya secara umum berupa bubuk putih, mirip silika biasa.
- Memiliki ukuran partikel nano, yang memberikannya luas permukaan spesifik yang besar. Namun, karena permukaannya yang hidrofobik, ia menunjukkan sifat-sifat unik saat bersentuhan 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 yang tinggi, dapat stabil dalam lingkungan asam dan basa tertentu.
- Gugus hidrofobik pada permukaannya memberikan afinitas yang baik terhadap senyawa organik, dapat terdispersi dengan baik dalam banyak pelarut organik, dan memiliki daya tolak air.
Bidang aplikasi
- Industri cat: dapat meningkatkan kinerja cat yang kedap air dan antilembap secara signifikan. Bila pelapis digunakan pada permukaan seperti bangunan luar dan kapal, silika hidrofobik dapat mencegah masuknya kelembapan ke dalam pelapis, sehingga memperpanjang masa pakai pelapis, sekaligus meningkatkan reologi pelapis dan membuat pelapis lebih mudah diaplikasikan.
- Industri kosmetik: Dalam beberapa kosmetik tahan air, seperti maskara tahan air, lipstik tahan air dan produk lainnya, silika hidrofobik sebagai aditif penting, dapat mencegah kosmetik larut atau hanyut oleh air, untuk membantu produk mempertahankan efek riasan yang baik.
- Bahan elektronik: Digunakan dalam bahan pengemasan untuk produk elektronik untuk mencegah kelembaban menyebabkan kerusakan pada komponen elektronik, sementara dispersinya yang baik membantu meningkatkan kinerja bahan pengemasan
Dalam modifikasi silika hidrofobik, bahan pembantu yang umum digunakan terutama adalah sebagai berikut:
Agen modifikasi umum
1. Agen penggandeng 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 sifat hidrofobisitas (seperti gugus metil dan gugus vinil).
- Prinsip kerja: Gugus aktif pada agen penggandeng silana akan bereaksi secara kimia dengan gugus hidroksil pada permukaan silikon dioksida membentuk ikatan kimia, sedangkan gugus hidrofobik pada 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 kerja: Minyak silikon dapat dilapisi pada permukaan silikon dioksida melalui penyerapan fisik atau ikatan kimia parsial. Dalam proses penyerapan fisik, karena sifat hidrofobisitas minyak silikon itu sendiri, lapisan hidrofobik akan terbentuk pada permukaan silikon dioksida, sehingga mengurangi kemungkinan kontak antara silikon dioksida dan air.
