Hydrophilic fumed silica at 200–380 m²/g BET transforms weak silicone gums into high-performance elastomers with tensile strengths exceeding 10 MPa.
تحوّل السيليكا المدخنة المحبة للماء بمساحة سطح 200–380 m²/g BET صموغ السيليكون الضعيفة إلى مطاط عالي الأداء بمقاومة شد تتجاوز 10 MPa.
تُقوّي السيليكا المدخنة المطاط السيليكوني عبر الامتزاز الفيزيائي بين مجموعات السيلانول السطحية (Si–OH بكثافة 2–3 مجموعات/nm²) وسلسلة بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان الفقرية. عند مساحات سطح BET تبلغ 200–380 m²/g، تخلق الحشوة شبكة كثيفة من تفاعلات بوليمر-حشوة وحشوة-حشوة تقاوم انزلاق السلسلة تحت الإجهاد. تبلغ مقاومة شد صمغ السيليكون غير المحشو أقل من 0.5 MPa؛ إضافة 30–40 phr من السيليكا المدخنة 200 m²/g ترفعها إلى 8–12 MPa. الآلية فيزيائية بحتة — لا يلزم عامل ربط كيميائي — مما يجعلها فعالة في أنظمة HTV (معالجة بالبيروكسيد/البلاتين) وRTV (معالجة بالتكاثف/الإضافة).
ترتبط مساحة سطح BET الأعلى ارتباطاً مباشراً بكفاءة التقوية حتى سقف عملي حول 380 m²/g. تُوفر درجة 150 m²/g تقوية معتدلة (شد ~6 MPa عند 35 phr)، بينما تحقق 200 m²/g 10+ MPa عند نفس التحميل. فوق 300 m²/g، ترتفع اللزوجة بشكل حاد. يُوازن المصيّغون بين التقوية وقابلية المعالجة: تُوفر درجات 200 m²/g كـ SEMISIL-200 أمثل مفاضلة لمعظم مركبات HTV وRTV.
دون 20 phr، تعمل السيليكا المدخنة أكثر كعامل ثيكسوتروبي من كونها عامل تقوية — زيادة المعامل هامشية. تقع عتبة التقوية قرب 15–20 phr حيث يبدأ نفاذية الحشوة-الحشوة في تشكيل شبكة متواصلة. عادةً ما تحدث ذروة مقاومة الشد عند 35–45 phr بحسب الدرجة والوزن الجزيئي للبوليمر. فوق 50 phr، تنخفض الاستطالة عند الكسر دون 200%. تُستخدم تحميلات 25–35 phr قياساً للمطاط السيليكوني السائل (LSR)؛ و35–50 phr للمركبات المطحونة HTV.
يتطلب السيليكون HTV (مُخثّر بالحرارة العالية، معالجة >100°C) لأختام السيارات والأنابيب الطبية وعزل الأسلاك أقصى تقوية. التحميلات 35–50 phr من السيليكا المدخنة المحبة للماء 200 m²/g قياسية، غالباً مع 5–8% عامل معالجة في الموقع (سيلازان أو سائل سيليكون) للتحكم في تصلّب الكريب. يستخدم سيليكون RTV (معالجة بدرجة حرارة الغرفة) للمانعات ومركبات الحشو 20–35 phr للحفاظ على قابلية الصب مع تحقيق Shore A 30–60.
| الخاصية | SEMISIL-150 | SEMISIL-200 | SEMISIL-300 |
|---|---|---|---|
| مساحة سطح BET (m²/g) | 150 ± 25 | 200 ± 25 | 300 ± 25 |
| حجم الجسيمات الأولية (nm) | 14 | 12 | 7 |
| الكثافة المدكوكة (g/L) | ~60 | ~50 | ~40 |
| كثافة SiOH (مجموعة/nm²) | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| الشد عند 35 phr (MPa) | ~6 | ~10 | ~12 |
| تأثير اللزوجة | منخفض | معتدل | مرتفع |
| حالة الاستخدام النموذجية | شبه مُقوٍّ، حساس للتكلفة | تقوية عامة HTV/RTV | عالي التخصص، مقاومة فائقة |
بكم تزيد السيليكا المدخنة مقاومة شد المطاط السيليكوني؟ ترفع السيليكا المدخنة 200 m²/g BET مقاومة شد المطاط السيليكوني…
بكم تزيد السيليكا المدخنة مقاومة شد المطاط السيليكوني؟ ترفع السيليكا المدخنة 200 m²/g BET مقاومة شد المطاط السيليكوني من أقل من 0.5 MPa (غير محشو) إلى 8–12 MPa عند تحميل 30–40 phr. يعود هذا التحسن 5–10 أضعاف إلى الترابط الهيدروجيني الفيزيائي بين السيلانولات السطحية وسلسلة بوليمر PDMS.
ما مساحة سطح BET الأفضل للتقوية السيليكونية؟ تُوفر 200 m²/g أمثل توازن لمعظم تطبيقات تقوية السيليكون. تُحقق مقاومة شد تتجاوز 10 MPa عند التحميلات القياسية مع الحفاظ على لزوجة مركب قابل للمعالجة.
ما مستوى التحميل النموذجي للسيليكا المدخنة في المطاط السيليكوني؟ تتراوح التحميلات القياسية المُقوّية من 20–50 phr. يستخدم LSR نسبة 25–35 phr، والمركبات المطحونة HTV نسبة 35–50 phr، ومانعات RTV نسبة 20–35 phr.
ما الذي يسبب تصلّب الكريب في مركبات السيليكا المدخنة-السيليكون؟ تصلّب الكريب هو ارتفاع اللزوجة بمرور الوقت الناجم عن الترابط الهيدروجيني التدريجي بين سيلانولات سطح الحشوة وسلاسل البوليمر أثناء التخزين. يُسيطر عليه بالمعالجة السطحية في الموقع بهيكساميثيل ثنائي سيلازان (HMDZ) أو سوائل سيليكون منخفضة اللزوجة.
هل يمكن للسيليكا المدخنة الكارهة للماء تقوية المطاط السيليكوني؟ توفر السيليكا المدخنة الكارهة للماء (المعالجة سطحياً) تقوية أقل من الدرجات المحبة للماء لأن المعالجة تقلل مجموعات السيلانول المتاحة. لكن الدرجات المُعالجة مسبقاً تُزيل تصلّب الكريب وتُحسّن التشتيت.
كيف تُقارن السيليكا المدخنة بالسيليكا المترسبة لتقوية السيليكون؟ توفر السيليكا المدخنة تقوية متفوقة بسبب هيكلها التجميعي غير المسامي والمتفرع وإمكانية وصول السيلانول السطحي الأعلى. عند BET متساوٍ، تُحقق السيليكا المدخنة مقاومة شد أعلى بنسبة 30–50% من السيليكا المترسبة.
获取样品 & TDS
合格采购方可免费索样 · 24 小时内回复。 请告诉我们您计划如何使用 Fumed Silica As Reinforcing Filler。