Saostetun piidioksidin hiukkaskokojen vaikutus kumituotteiden ominaisuuksiin

Saostetun piidioksidin hiukkaskokojen vaikutus kumituotteiden ominaisuuksiin

Syy siihen, miksi lujiteaine voi parantaa kumituotteiden kovuutta ja mekaanista lujuutta, on se, että lujiteainepartikkelien pinta on kosketuksissa kumimakromolekyylien kanssa fyysisen adsorption aikaansaamiseksi, kun taas lujitusainepartikkelien aktiivinen pinta ja kumi-molekyyliketjut yhdistyvät kiinteiden kemiallisten sidosten muodostamiseksi "sidotun kumin" muodostamiseksi, jolla on sekä fysikaalisia että kemiallisia vaikutuksia.

Saostusmenetelmällä valmistetut piidioksidipartikkelit sisältävät monenlaisia silanoliryhmiä. Infrapunaspektrit osoittavat, että piidioksidin pinnalla on kolmen tyyppisiä hydroksyyliryhmiä: piidioksidi, eristetty kevyt ryhmä ja vety sidos. Piioksidin molekyylirakenteen keskuksessa olevalla Si-O-sidoksella on napaisuus ja vahva sitoutumiskyky, minkä vuoksi piidioksidipartikkeleilla on korkea pinta-aktiivisuus ja ne voivat olla vuorovaikutuksessa kumimolekyylien kanssa. Kumin puhdistamisprosessissa makromolekyylin kumialkyyliryhmät rikkoutuvat muodostamaan vapaita radikaaleja ja ovat vuorovaikutuksessa piidioksidin pintakerroksen kanssa muodostaen OH. Lisäksi piidioksidihiukkasten amorfinen muoto ja epäorgaaninen kiteytys johtavat sähköstaattisen kentän muodostumiseen pintakerrokseen, joka indusoi kumipolymeerien tyydyttymättömiä kaksoissidoksia ja edistää näiden kahden yhdistämistä.

Nyt haluamme keskustella hiukkaskoon vaikutuksesta kumituotteiden ominaisuuksiin.

Saostetun piidioksidin hiukkaskoko voidaan jakaa alkuperäiseen hiukkaskokoon ja sekundaarisen rakenteen hiukkaskokoon. Yleisesti ottaen piidioksidin sekundaarinen rakenne hajoaa kumi sekoittamisprosessissa, joten primaarinen hiukkaskoko on tärkein tekijä, joka vaikuttaa kumiyhdisteen ominaisuuksiin. Saostetun piidioksidin alkuperäinen hiukkaskoko on 8 - 110 nm. Hieno hiukkaskoko tekee siitä dispergoituvan ja sillä on suuri tehokas kosketuspinta-ala kumin kanssa, mikä on tietenkin hyödyllistä kumin lujittamiselle.

Kuminvahvistusmekanismista saakka OH-määrä piidioksidin pinnalla liittyy suoraan lujitevaikutukseen. Amerikkalainen kemisti RK ILer tiivisti seuraavat säännöt tutkimuksessaan primaaristen hiukkasten koon ja hydrogeelien lukumäärän välisestä suhteesta, mikä paljasti piidioksidipartikkelikokojen vaikutuksen kumiyhdisteen lujuuteen. Voidaan nähdä, että pienempi d, mitä aktiivisempia ryhmiä, sitä vahvempi on hiukkasten ja kumin välinen vuorovaikutus ja sitä suurempi lujuus.