Krzemionka hydrofobowa jest rodzajem materiału krzemionkowego, którego właściwości powierzchniowe zmieniają się z hydrofilowych na hydrofobowe po specjalnej obróbce.
Na bazie krzemionki pirogenicznej lub krzemionki strącanej powierzchnia jest łączona z grupami hydrofobowymi za pomocą metod modyfikacji chemicznej, np. poprzez obróbkę środkiem sprzęgającym silanowym, w której hydrofobowa część silanu reaguje z grupą hydroksylową na powierzchni dwutlenku krzemu, tak że powierzchnia dwutlenku krzemu zostaje pokryta grupami hydrofobowymi.
Własność fizyczna
- Wyglądem przypomina zazwyczaj biały proszek, podobny do zwykłej krzemionki.
- Ma rozmiar cząstek nanoskalowych, co daje mu dużą powierzchnię właściwą. Jednak ze względu na hydrofobową powierzchnię wykazuje unikalne właściwości w kontakcie z wodą, takie jak nienasiąkanie wodą tak łatwo jak hydrofilowa krzemionka, a także wystąpi zjawisko hydrofobowe podobne do „efektu liścia lotosu”.
Właściwość chemiczna
- Wysoka stabilność chemiczna, może być stabilny w określonym stężeniu kwasów i zasad.
- Grupy hydrofobowe na powierzchni zapewniają dobre powinowactwo do związków organicznych, mogą być dobrze rozpraszane w wielu rozpuszczalnikach organicznych i mają właściwości hydrofobowe.
Pole zastosowania
- Przemysł farbiarski: może znacznie poprawić wodoodporność i odporność na wilgoć farby. Gdy powłoki są stosowane na powierzchniach, takich jak budynki zewnętrzne i statki, hydrofobowa krzemionka może zapobiegać wnikaniu wilgoci do powłoki, wydłużając tym samym żywotność powłoki, a także poprawiając reologię powłoki i ułatwiając jej nakładanie.
- Przemysł kosmetyczny: W niektórych wodoodpornych kosmetykach, takich jak wodoodporny tusz do rzęs, wodoodporna szminka i inne produkty, ważnym dodatkiem jest hydrofobowa krzemionka, która zapobiega rozpuszczaniu się lub wypłukiwaniu kosmetyków przez wodę, pomagając produktowi zachować dobry efekt makijażu.
- Materiały elektroniczne: Stosowane w materiałach opakowaniowych do produktów elektronicznych w celu zapobiegania uszkodzeniom podzespołów elektronicznych przez wilgoć, a ich dobra dyspersja pomaga poprawić wydajność materiałów opakowaniowych.
W modyfikacji hydrofobowej krzemionki najczęściej stosowanymi substancjami pomocniczymi są przede wszystkim:
Ogólny środek modyfikujący
1. Środek sprzęgający silan
- Typ i charakterystyka: Jest to najczęściej stosowana klasa dodatków. Takie jak metylotrimetoksysilan, winylotrimetoksysilan itp. Jego struktura cząsteczkowa zawiera zazwyczaj grupy aktywne, które mogą reagować z grupą hydroksylową na powierzchni dwutlenku krzemu (takie jak grupa metoksy) i grupy organiczne o hydrofobowości (takie jak grupa metylowa i grupa winylowa).
- Zasada działania: Grupa aktywna w środku sprzęgającym silan wchodzi w reakcję chemiczną z grupą hydroksylową na powierzchni dwutlenku krzemu, tworząc wiązanie chemiczne, podczas gdy grupa hydrofobowa na drugim końcu rozszerza się na zewnątrz, zmieniając w ten sposób właściwości powierzchni dwutlenku krzemu z hydrofilowych na hydrofobowe.
2. Olej silikonowy
- Typ i właściwości: jak olej dimetylosilikonowy itp. Olej silikonowy charakteryzuje się dobrą stabilnością chemiczną, niskim napięciem powierzchniowym i doskonałą hydrofobowością.
- Zasada działania: Olej silikonowy może zostać pokryty na powierzchni dwutlenku krzemu poprzez adsorpcję fizyczną lub częściowe wiązanie chemiczne. W procesie adsorpcji fizycznej, ze względu na hydrofobowość samego oleju silikonowego, na powierzchni dwutlenku krzemu utworzy się warstwa hydrofobowa, zmniejszając tym samym możliwość kontaktu dwutlenku krzemu z wodą.
