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【报告】段先健博士:气相二氧化硅表面改性及其应用
2020年06月10日 发布 分类:行业要闻 点击量:721
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气相二氧化硅(又称气相法白炭黑)因其用途广泛,在业内一种有“工业味精”的美称。它是一种精细、白色、无定形的粉体材料,具有粒径小、比表面积大、表面活性高和纯度高等特性,制备时一般由氯硅烷在氢氧焰中高温水解缩合而得。

气相二氧化硅的制备 

在气相二氧化硅的制备过程中,由于卤硅烷在水解之后的缩聚是不完全的,因此还残留有许多硅羟基(Si-OH)在二氧化硅表面以及聚集体内部,此外在气相二氧化硅表面还有硅氧基。但随着时间的延长,表面吸附的水分增加,气相二氧化硅的表面硅氧基可以转化为硅羟基。对于二氧化硅来说,这些基团决定了它的化学特性,比如说硅羟基基团容易与水分子形成氢键;而硅氧烷基团具有化学惰性,会提高气相二氧化硅的疏水程度。但在改性之前,气相二氧化硅都是硅羟基基团占主导地位。

气相二氧化硅的表面结构 

气相二氧化硅的表面结构

二氧化硅表面硅羟基的多寡直接决定着二氧化硅的应用性能。二氧化硅在体系中分散后,其表面的硅羟基通过相互作用形成氢键,从而形成一个二氧化硅网络,这种网络在剪切力的作用下可以被破坏,剪切力消除后网络又可再次形成,这就是气相二氧化硅具有优异的增稠触变性能的原因。

但硅羟基数量并非越多越好——因为硅羟基数量多了后,原生粒子之间极易相互碰撞而聚集在一起,形成微米级的二氧化硅二次聚集体,二次聚集体之间进一步相互作用,形成尺寸较大的二氧化硅附聚体,影响气相法白炭黑在有机聚合物中的分散性、相溶性以及其增稠触变性能的发挥,例如使用硅羟基含量太多的气相二氧化硅作填料的室温胶会流淌。

二氧化硅表面改性示意图 

二氧化硅表面改性示意图

因此为了拓宽应用领域,气相二氧化硅在使用前必须要进行表面改性。表面改性使二氧化硅粒子表面的活性羟基与有机化合物发生缩合反应而在二氧化硅表面覆盖一层有机分子,使二氧化硅表面由亲水性变为疏水性,从而改善二氧化硅与有机物分子之间的浸润性、分散性、界面结合强度,提高材料的综合性能和产品的附加值。

经过改性后的气相二氧化硅,在橡胶、塑料、涂料、油墨油漆、电子等领域都有着大量应用,附加值大增。虽然理论上只要能够与硅经基反应的物质都可以用作气相二氧化硅的表面处理剂,但到底用什么、该怎么用、过程是否环保,对于很多人来说依旧是个难题。不过没关系,因为在7月2-3日于广州举办的2020全国二氧化硅材料创新与应用技术交流会上,来自广州汇富研究院有限公司的段先健博士将为我们分享题为气相二氧化硅表面改性及其应用的报告。如果您也对气相二氧化硅的表面改性感到疑惑,一定不能错过这份干货满满的精彩报告

报告人介绍

段先健博士:气相二氧化硅表面改性及其应用 

段先健博士

1)长期从事超细粉体的制备技术、表面改性及应用研究,擅长无机/有机复合材料的开发及应用

2)在超细粉体的制备和表面改性工艺及装置以及超细粉体应用方面申请专利20 余项2项国际专利),获得极速5分快三专利优秀奖2项

3)参与国家、省、市科技项目10多项的研究。获得广东省科技进步三等奖1项 湖北省科技进步三等奖1项广州市科技进步二等奖1项。

4)参与国际标准制订2项参与国家标准的制修订2项主持团体标准制订1项。

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