Hydrofobowy dwutlenek krzemu to rodzaj materiału krzemionkowego, którego właściwości powierzchniowe zmieniają się z hydrofilowych na hydrofobowe po specjalnym traktowaniu.
Na bazie krzemionki sadzanej lub krzemionki wytrącanej, powierzchnia jest połączona z grupami hydrofobowymi za pomocą metod modyfikacji chemicznej, takich jak traktowanie środkiem sprzęgającym silanowym, hydrofobowa część silanu reaguje z grupą hydroksylową na powierzchni dwutlenku krzemu, dzięki czemu powierzchnia dwutlenku krzemu jest pokryta grupami hydrofobowymi.
Właściwość fizyczna
- Wygląd jest zazwyczaj białym proszkiem, podobnym do zwykłej krzemionki.
- Ma cząsteczki o skali nanometrycznej, co daje mu dużą powierzchnię właściwą. Jednak ze względu na hydrofobową powierzchnię, wykazuje on unikalne właściwości w kontakcie z wodą, takie jak niezbyt łatwe nasączanie wodą jak hydrofilowa krzemionka i występowanie hydrofobowego zjawiska podobnego do „efektu liścia lotosu”.
Właściwość chemiczna
- Wysoka stabilność chemiczna, może być stabilna w pewnym stopniu kwasowym, alkalicznym środowisku.
- Grupy hydrofobowe na powierzchni nadają mu dobrą zdolność do łączenia się z związkami organicznymi, może być dobrze dyspergowany w wielu rozpuszczalnikach organicznych i ma właściwości wodoodporne.
Obszar zastosowania
- Przemysł farb: może znacznie poprawić wodoodporność i odporność na wilgoć farb. Gdy powłoki są stosowane na powierzchniach takich jak budynki zewnętrzne i statki, hydrofobowy dwutlenek krzemu może zapobiec przenikaniu wilgoci do powłoki, co wydłuża jej żywotność, jednocześnie poprawiając reologię powłoki i ułatwiając jej aplikację.
- Przemysł kosmetyczny: W niektórych wodoodpornych kosmetykach, takich jak wodoodporna mascara, wodoodporna szminka i inne produkty, hydrofobowy dwutlenek krzemu jako ważny dodatek może zapobiec rozpuszczeniu lub zmyciu kosmetyków przez wodę, aby pomóc produktowi utrzymać dobry efekt makijażu.
- Materiały elektroniczne: Stosowane w materiałach opakowaniowych dla produktów elektronicznych w celu zapobiegania uszkodzeniom komponentów elektronicznych spowodowanym wilgocią, a także dobrej dyspersji pomaga poprawić wydajność materiałów opakowaniowych
W hydrofobowej modyfikacji dwutlenku krzemu, głównie stosuje się następujące dodatki:
Ogólny środek modyfikujący
1. Środek sprzęgający silanowy
- Rodzaj i cechy: Jest to najczęściej stosowana klasa dodatków. Na przykład trimetoksy-metylosilan, trimetoksy-winylsilan, 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 winylowa).
- Zasada działania: Grupa aktywna w środku sprzęgającym silanowym będzie reagować chemicznie z grupą hydroksylową na powierzchni dwutlenku krzemu, tworząc wiązanie chemiczne, podczas gdy grupa hydrofobowa na drugim końcu będzie się rozszerzać na zewnątrz, zmieniając tym samym właściwości powierzchni dwutlenku krzemu z hydrofilowej na hydrofobową.
2. Olej silikonowy
- Rodzaj i cechy: jak olej silikonowy dimetylowy, itp. Olej silikonowy ma dobrą stabilność chemiczną, niskie napięcie powierzchniowe i doskonałą hydrofobowość.
- Zasada działania: Olej silikonowy może być pokryty na powierzchni dwutlenku krzemu przez 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 między dwutlenkiem krzemu a wodą.