親水性および疎水性フュームドシリカ:特性、応用、および変異 - 産業革新と製品品質の向上を促進
親水性気相シリカは、水素酸素フレーム内でのシリコンハライドの高温加水分解によって生産されるナノスケールの非晶質シリカ粉末です。その粒子表面に水酸基が存在するため、固有の親水性を示し、水に湿らせることができ、水溶液中で有利な分散を得ることができます。
主要な粒子サイズは7〜20nmの範囲内にあり、集合粒子サイズ(平均)は約150〜300nmで、凝集粒子サイズ(平均)は1〜50μmの範囲にあります。比表面積は90〜400 m²/gに及び、pH(4%の水溶液)は3.7〜4.5の間にあります。
アプリケーションパフォーマンスの観点から、親水性フュームドシリカは顕著な親水性および撥油性特性を示しています。多くの産業アプリケーションシナリオで優れた効果を示しています。たとえば、塗料やペイントの分野では、処理中にレオロジー特性を効果的に調整できます。有機シリコーンエラストマーの強化効果を大幅に増強できます。非極性液体に増粘効果をもたらすことができます。食品や産業用粉体に関連して、流動性の向上に貢献します。その応用範囲は、塗料やペイント、接着剤やシーラント、不飽和ポリエステルやフィルム、インク、シリコーンゴム、化粧品、医薬品、エラストマー、食品、粉体など、幅広い産業にわたります。
親水性フュームドシリカを特定の修飾剤との化学反応にさらすことで作られる疎水性フュームドシリカ。典型的な修飾剤には、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DDS)、ポリジメチルシロキサン(PMDS)、および特殊なシランが含まれる。修飾プロセスの後、シリカ表面の水酸基は反応またはマスクされ、それにより親水性が与えられる。
親水性シリカと比較して、疎水性フュームドシリカは独特の特性の変化を示します。水に濡れることができず、密度が水よりも高くても水面に浮かぶことができます。弱い吸湿性を示し、湿気を吸収しにくいです。粒子サイズは親水性タイプよりも大きく、親水性タイプに対応する比表面積が減少しています。pH(4%の1:1体積比イソプロパノール水溶液)は3〜10の範囲です。
親水性ガス相シリカは、親油性、非極性、低吸湿性などの優れた特性を持ち、さまざまな産業応用において重要な役割を果たしています。分散や流動制御を促進し、極性液体に対して増粘効果をもたらすことができます。補強、腐食防止、親水性特性の付与、耐スクラッチ性の向上などに重要な意義があります。例えば、室温硫化(RTV)シリコーンゴムの製造では、親水性フュームドシリカをシリコーンゴムシステム内に均一に分散させることで、ゴムの引張強度や引裂強度などの機械特性を効果的に向上させると同時に、シリコーンゴムに好適な親水性特性を付与し、湿気の多い環境での安定した性能を維持することができます。また、塗料業界では、塗料の流動特性を向上させ、顔料の沈殿を防ぎ、塗料の耐水性、耐候性、耐スクラッチ性を高めることができます。例えば、一部の高級自動車用塗料では、親水性フュームドシリカの添加により、塗料の光沢と耐久性が著しく向上します。有機ケイ素系消泡剤の中でも、親水性フュームドシリカは重要な活性成分として、泡の表面張力を迅速に低下させ、泡を破裂させることができます。その親水性のため、液体に再び湿らされることなく、消泡剤の長期的な効果を維持することができます。主にRTVシリコーンゴム、接着剤とシーラント、塗料、インク、粉体塗料、液体シリコーンゴム、シリコーン消泡剤、印刷トナー、トナー、ビニルエステル樹脂、潤滑油、ケーブルゲルなどの産業に適用されます。
結論として、親水性および疎水性のフュームドシリカは、それぞれ固有の特性により異なる産業分野でターゲットアプリケーションを持っています。これら2つは互いを補完し合い、関連産業の技術進歩と製品品質向上を共に推進しています。