シリコーンゴムへのシリカの塗布
シリカは、最も重要なハイテク超微細無機材料の1つです。粒子サイズが小さいため、比表面積が大きく、表面吸着が強く、表面エネルギーが大きく、化学純度が高く、分散性能が高く、耐熱性、電気的です。抵抗および他の特別な特性。 その優れた安定性、強化、増粘およびチキソトロピーにより、多くの分野および分野で独自の特性を持ち、かけがえのない役割を果たします。
の用法二酸化ケイ素シリコーン材料と他の分野に分けることができ、シリコーン材料の量はヒュームドシリカの総量のほぼ60％を占めます。 シリコーンゴムはシリコーン材料の中で最も使用されている材料であり、その添加量は50％以上に達する可能性があります。 ヒュームドシリカは、主にHVTシリコーンゴムの補強に役立ちます。 シリコーンゴムの分子鎖は非常に柔軟で、鎖間の相互作用が弱いため、補強なしのシリコーンゴムの強度は非常に低く（0.4MPa以下）、使用価値はありません。 それは補強の後でのみ適用することができます。 ただし、ヒュームドシリカで強化されたシリコーンゴムの強度は40倍に向上します。
HTVシリコーンゴムの機械的性質に及ぼすヒュームドシリカの影響
HTVシリコーンゴムに対するヒュームドシリカの強化効果は、その粒子サイズ、比較面積、および構造に影響されます。 一般に、粒子サイズが小さいほど、比表面積と構造が大きくなり、強化効果が高くなり、加硫物の強度と硬度が高くなります。 さらに、ヒュームドシリカの量とマトリックス中のその分散も加硫物の特性に大きな影響を及ぼします。 図1は、加硫物の引張強度に及ぼすヒュームドシリカの量の影響を示しています。 この図から、ヒュームドシリカの量が増えると、加硫物の強度が増し、一般に35〜50phrでピークに達することがわかります。 シリコーンゴム用のヒュームドシリカには、多くの補強メカニズムとモデルもあります。 より受け入れられている説明は、ヒュームドシリカの表面の遊離ヒドロキシル基がシリコーンゴム分子と物理的または化学的結合を形成し、シリカの表面にシリコーンゴム分子の吸着層を形成し、ヒュームドシリカの三次元ネットワーク構造を形成するというものです。とシリコーンゴム分子、したがって効果的にシリコーンゴムを制限します分子鎖の変形は強化につながります。 加硫物の引裂き強さの変化は、ヒュームドシリカの強化とともに増加する引張強さの変化と同様です。 ヒュームドシリカの量が増えると、引き裂き強度は最初に増加し、ピークに達し、次にわずかに減少します。
HTVシリコーンゴムの加工性に及ぼすヒュームドシリカの影響
HTVシリコーンゴムの加工性に及ぼすヒュームドシリカの影響は、一般に構造度（△クレープ）として表されます。これは、室温で28日間保存されたコンパウンドの可塑性値（P28）と混合直後に測定された可塑性値（P0）。 コンパウンドの可塑性の値は、ヒュームドシリカの量、表面特性、および構造に関連しています。 構造上の理由は、ヒュームドシリカの表面のヒドロキシル基とシリコーンゴムの酸素原子が水素結合を形成し、シリカ表面がシリコーンゴムの分子鎖を吸着するため、化合物の流動性が低下するためです。時間の延長とコンパウンドの硬化。これは処理性能に影響します。 したがって、使用過程で表面処理後に構造制御剤を添加するか、ヒュームドシリカを選択する必要があります。 構造制御剤の添加とヒュームドシリカの表面処理はすべて、構造制御機または表面処理剤とシリカ表面のシリコンヒドロキシルとの反応によるものであり、表面ヒドロキシルの数を減らし、水素の数を減らす。シリコーンゴムで結合し、混合物をより安定させる混合時間を短縮し、可塑性を高めることで、構造効果を低減し、加工性や保存安定性を向上させることができます。
RTVシリコーンゴムへのヒュームドシリカの適用
室温加硫（RTV）シリコーンゴムは、製品形態の観点から単成分（RTV-1）と二成分（RTV-2）に分類でき、加硫メカニズムの観点から凝縮タイプと添加タイプに分類できます。 現在、ヒュームドシリカはRTVシリコーンゴムに最も広く使用されている効果的な補強フィラーです。 RTVシリコーンゴムは、一般的に注湯、コーキング、コーティングなどのシール材として使用されるため、加硫前の粘度と流動性を維持するために、ヒュームドシリカの量は一般に高温加硫シリコーンゴムよりもはるかに少なくなります。多くの場合、建設作業を容易にするために、他の補強および半補強フィラーと一緒に使用されます。
RTVシリコーンゴムの引張強度と硬度に及ぼすヒュームドシリカ含有量の影響
シリカはRTVシリコーンゴムの非常に効果的な補強フィラーであり、強度を大幅に向上させることができます。 一方では、それはヒュームドシリカ粒子の小さなサイズ効果と大きな比表面積によるものです。 一方、ヒュームドシリカ粒子の表面には多くのシリコンヒドロキシル基があり、水素結合とファンデルワールス力によってネットワーク構造を形成できるためです。 同時に、シリカ粒子はポリシロキサン分子との強い相互作用もあり、界面の接着性を向上させます。 シリカの粒度が小さいほど、比表面積が大きくなり、粒子と化合物の接触面が大きくなり、結合点が多くなるほど、RTVシリコーンゴムの強化性能が向上し、引張強度が高くなります。加硫物の引裂強度、耐摩耗性および硬度。 しかし同時に、分散が非常に困難になり、弾性が低下し、加工性が低下します。 そのため、RTVシリコーンゴムは一般的に比表面積が比較的小さい（200m2 / g未満））フィラーとしてアエロジルを使用した[16]。 補強材のないシリコーンゴムは、加硫後もろくなります。 シリコーンゴムの硬度は、シリカの量が増えると高くなります。
RTVシリコーンゴムのレオロジー特性に及ぼすシリカ含有量の影響
シリカ骨材は3次元の分岐構造を持っており、分散システムで相互作用ネットワークを形成できます。 この特性を使用して、シーラントの分野のシリカは、増粘剤およびチキソトロピー剤として、粘度を高め、コンパウンドの自由な流れを確保し、ケーキング、たるみ、崩壊を防ぐことができます。 二酸化ケイ素の増粘とチキソトロピーのメカニズムは、主に表面のケイ素ヒドロキシル基の水素結合の相互作用によって実現されます。 ポリシロキサンに分散すると、表面のシリコンヒドロキシル基を介して異なる粒子間に水素結合が生成され、二酸化ケイ素ネットワークが形成されます。これにより、システムの流動性が制限され、粘度が上昇し、増粘の役割を果たします。 剪断力を受けると、二酸素が増加します。シリコン処理されたネットワークの破壊は、システムの粘度の低下とチキソトロピー効果につながり、これは構造に有益です。 せん断力がなくなると、水素結合が再形成され、シリカネットワークが回復し、RTVシリコーンゴムコンパウンドシステムの粘度が徐々に上昇し、加硫中のコンパウンドのたるみ現象を効果的に防止します[17]。 システムのたるみ防止特性は、せん断後の材料の降伏値とネットワーク減少率に密接に関連しています。 実際の用途では、収率値が高いほど、コンパウンドのたるみ防止性能が向上します。 理想的なコンパウンドは、高い収率値、高いせん断希釈指数、および速い還元速度を備えている必要があります。
RTVシリコーンゴムの特性に及ぼすシリカ分散の影響
RTVシリコーンゴムにシリカを添加する場合、ポリマー中のシリカの分散に注意する必要があります。 分散プロセスが停止した後、最適な分散条件を持つヒュームドシリカは、システム内に完全なネットワークを形成します。これは、高粘度と優れたチキソトロピー特性を備えています。 コンパウンドにせん断力がかかると、粘度が大幅に低下し、一定の流動性を示します。 せん断力が除去された後、粘度は急速に回復します。 分散が不十分または過剰である場合、ヒュームドシリカの一部のみが形成され、フェーズホワイトカーボンブラックネットワークが形成され、粘度が低下し、チキソトロピーが低下します。 透明システムでは、透過率が高いほど、カーボンブラックの分散が良くなります。 同じ分散条件下で、比表面積が大きい製品は通常、透明性が高くなります。
結論として、シリカはシリコーンゴムに不可欠な補強材です。 その独自の特性により、コーティング、インク、医薬品、化粧品、化学機械研磨（CMP）などの他の分野で広く使用されており、明るい未来があります。