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二氧化硅的應(yīng)用,看一看在橡膠、塑料、涂料領(lǐng)域的應(yīng)用

山東埃爾派 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020-12-06

摘要
  二氧化硅廣泛存在于自然界中,它是陶瓷、玻璃等非金屬制品的主要成分。尤其是超細(xì)二氧化硅由于其粒徑很小,因此比表面積大,表面吸附力強(qiáng),表面能大,化學(xué)純度高、分散性能好、熱

  二氧化硅廣泛存在于自然界中,它是陶瓷、玻璃等非金屬制品的主要成分。尤其是超細(xì)二氧化硅由于其粒徑很小,因此比表面積大,表面吸附力強(qiáng),表面能大,化學(xué)純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能,以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性,在橡膠、塑料、涂料等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。今天我們就來(lái)了解一下二氧化硅在這幾大領(lǐng)域的應(yīng)用。

橡膠

1、在硫化硅橡膠中的應(yīng)用

  在橡膠中應(yīng)用最廣泛的是氣相二氧化硅,它在硫化硅橡膠中主要起到補(bǔ)強(qiáng)作用。由于硅橡膠分子鏈非常柔順,鏈間分子作用非常弱,因此未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的橡膠強(qiáng)度非常弱,沒(méi)有使用價(jià)值,必須經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)之后才能使用。

2、在醫(yī)用橡膠中的應(yīng)用

  用氣相法二氧化硅作為補(bǔ)強(qiáng)劑的橡膠物理性能良好,在醫(yī)療中有著廣泛的應(yīng)用,其制品涉及醫(yī)學(xué)的各部門,比如顱腦外科、五官科、麻醉科、消化系統(tǒng)、心外科、腹外科及泌尿和生殖系統(tǒng)等。同時(shí),滅菌橡膠醫(yī)用手套和一次性使用橡膠檢查手套、醫(yī)用膠管和醫(yī)用硅橡膠導(dǎo)管、醫(yī)用瓶塞和人造硅橡膠器官等也屬于醫(yī)用橡膠制品。作為醫(yī)用橡膠制品,必須滿足無(wú)毒、化學(xué)惰性、不引起過(guò)敏、不能致病、不變形、易加工和抗老化性能好等要求,硅橡膠能夠基本滿足這些要求。

3、在輪胎橡膠中的應(yīng)用

  與炭黑相比,納米二氧化硅填充綠色輪胎具有低滾動(dòng)阻力,低耗油量,因而可取代炭黑填充轎車和卡車輪胎的趨勢(shì)。現(xiàn)在綠色輪胎的概念已經(jīng)出現(xiàn),綠色輪胎不僅是指省油、安全、滾動(dòng)阻力小的輪胎,同時(shí)也要滿足原料和生產(chǎn)過(guò)程的綠色化。

4、在生活用品中的應(yīng)用

  納米二氧化硅具有良好的補(bǔ)強(qiáng)性能,能改善橡膠的物理機(jī)械性能,廣泛用于家用電器以及文體教育中的橡膠制品。

5、在膠管膠帶及膠鞋中的作用

  膠管膠帶是橡膠工業(yè)中兩個(gè)重要的部分,在其生產(chǎn)過(guò)程中,需要提高其耐磨性及耐疲勞性等,因此需要添加白炭黑以滿足使用要求。

  在膠鞋中,尤其是鞋底中,白炭黑能100%替代炭黑,所以膠鞋是白炭黑消耗量較大的產(chǎn)業(yè)之一。白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料,能增強(qiáng)鞋底的耐磨性、拉伸強(qiáng)度和、撕裂強(qiáng)度以及硬度,因此廣泛用于淺色、彩色半透明和透明鞋底的制作。

塑料

1、在熱塑性塑料中的應(yīng)用

  傳統(tǒng)的對(duì)塑料增韌的方法是在基體中加入橡膠類物質(zhì),該法雖然使材料的韌性大幅度提高,但同時(shí)也使材料的強(qiáng)度及加工性能等大幅度下降。

  氣相法白炭黑增韌塑料的增韌原理是無(wú)機(jī)剛性粒子增韌,它被添加到塑料中后,可以在不削弱材料剛性的前提下提高材料的韌性,甚至還能提高材料的剛性。

2、在熱固性塑料中的應(yīng)用

  在環(huán)氧樹脂中添加氣相二氧化硅可明顯改善其脆性,可以克服彈性體增韌而致的材料剛性和強(qiáng)度降低的缺陷,達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的。

3、作為阻燃添加劑

  由于氣相二氧化硅通過(guò)在凝聚相的物理過(guò)程提高了炭硅層的強(qiáng)度,使之能夠阻止燃燒中熱量和物質(zhì)的傳遞。通過(guò)在EVA/MH共混體中添加氣相二氧化硅并且減少總的填充量,在阻燃性能不變的情況下,其斷裂伸長(zhǎng)率可以提高一倍。

涂料

1、在光固化涂料中的應(yīng)用

  紫外光固化涂料(UVCC)是20世紀(jì)60年代開發(fā)的一種環(huán)保節(jié)能涂料。與傳統(tǒng)涂料相比具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、節(jié)能高效的特點(diǎn),其缺點(diǎn)是設(shè)備和原料較貴,粘結(jié)力較差且易開裂等。

  將納米二氧化硅填充到紫外光固化涂料中,使涂料固化后的硬度有顯著提高,耐熱性也有所改善。同時(shí)可提紫外光固化涂膜的固化速度、涂膜硬度、附著力和低溫下的熱穩(wěn)定性。

  也有研究表明,納米二氧化硅的存在可以明顯提高環(huán)氧丙烯酸酯紫外光固化涂層的耐磨性能、硬度、沖擊強(qiáng)度和柔韌性。

2、在建筑涂料中的應(yīng)用

  納米二氧化硅能有效降低涂料因紫外線和紅外光照射造成的色差值,提高外墻涂料的抗老化性。還可以明顯增強(qiáng)涂料的硬度、附著力、耐候性能,提高涂料的黏度和防沉能力,增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。

3、在彩色噴墨打印紙涂料中的應(yīng)用

  彩色噴墨打印紙?jiān)谏铑I(lǐng)域中經(jīng)常能夠用到,特別是許多大型公司經(jīng)常會(huì)使用它來(lái)進(jìn)行文件打印。但是由于其表面有微孔和裂紋,所以就必須要有一種底涂來(lái)改善這種紙頁(yè)的性能。而如果在這種底涂中添加了納米二氧化硅之后,不僅能夠有效提高底涂的作用,而且還能夠提高紙頁(yè)的整體質(zhì)量,為紙頁(yè)提供良好的吸收性能。

  而且如果在顏料中加人納米二氧化硅的話,可以制作性能良好的數(shù)碼彩色噴墨打印紙專用涂料,不僅能夠使涂料的載度適中,并且能夠有效解決甲醛的問(wèn)題,打印效果良好,材料易得,可以說(shuō)經(jīng)濟(jì)又使用。

4、在塑料涂料中的應(yīng)用

  納米二氧化硅還可以對(duì)聚乙烯的相關(guān)熱能性有著良好的促進(jìn)作用,不僅能夠有效提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性,而且在阻燃性能上也會(huì)有極大程度的提高。可以說(shuō)在塑料涂料的應(yīng)用中,納米二氧化硅能夠充分提高涂料的整體質(zhì)量。

5、在金屬防護(hù)涂料中的應(yīng)用

  二氧化硅的使用在涂料領(lǐng)域內(nèi)是非常廣泛的,特別是在金屬防護(hù)涂料中加入納米二氧化硅的話,同樣會(huì)使得涂料的質(zhì)量有進(jìn)一步提升。許多研究人員對(duì)納米二氧化硅的作用做出了嘗試,而結(jié)果表明,納米二氧化硅可以明顯增強(qiáng)金屬防護(hù)涂料的炭質(zhì)層強(qiáng)度,而且還會(huì)提高鋼類建材的耐火極限。

  參考資料:

  [1]毛義梅等.納米二氧化硅的制備及其在橡膠中的應(yīng)用研究進(jìn)展

  [2]李建新等.納米二氧化硅的制備、改性和在塑料中的應(yīng)用

  [3]符韻林等.納米二氧化硅在涂料中的應(yīng)用及其增強(qiáng)木材表面特性的構(gòu)想

  [4]彭軒斗等.納米二氧化硅在涂料中的應(yīng)用分析

  [5]段先健等.氣相二氧化硅的特性及其在橡膠中的應(yīng)用

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