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白炭黑在聚合物基体内易团聚从而影响了复合材料

时间:2020/08/09 点击量:9

白炭黑在聚合物基体内易团聚从而影响了复合材料

    白炭黑是指粒径在0.2Lm以下至纳米级(1~100nm)的二氧化硅粒子,它除了具有普通二氧化硅的性质外,还有自身的一些独特性质,如表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等,这些特性使其在橡胶、塑料、涂料、黏合剂、生物医学及催化剂等领域均有广泛应用[1-5]。另外由于白炭黑能在重载、低速、高温下工作,因此也是一种具发展潜力的高性能、环保型润滑油添加剂,但目前白炭黑作为润滑油添加剂的研究尚处于实验探索阶段,国内外对这方面的研究报道较少。今天小编带着大家了解一下白炭黑的改性,希望对您有所帮助。
    由于白炭黑表面亲水性强、比表面积大、表面能高,因而在聚合物基体内易团聚,从而影响复合材料的机械、光学及电学性能,而对白炭黑进行表面改性可以改善其易团聚与分散性差的缺点,使其在有机体中获得更好的分散性和相容性。据现有的研究结果[6-9],改性二氧化硅具有优异的摩擦学性能,可明显改善润滑油的耐磨、减摩和极压性能,且经改性后可使其表面功能化,从而提高材料的综合性能而更好地应用于材料进步。硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂和硅溶胶,大多用于建筑涂料中作粘合剂。硅溶胶与油及乳液组成的复合建筑涂料有广泛的市场。此外,硅酸锂是无机富锌漆的基料,这种防锈涂料性能优良,可与有机防锈涂料媲美。
    白炭黑在很多漆种中作为体质颜料,且价格较低,在尤其中起到填充,增加漆膜强度,提高漆膜耐磨性能作用。其凝胶类产品作为家具和卷材、仪器、仪表、电视机、录像机等亚光漆和无光漆的消光剂,用量正在不断扩大。
白炭黑在地壳中广泛存在且吸附能力强
     1.白炭黑的存在:
     在自然界中,白炭黑在地壳中广泛存在,主要存在硅石、石英、硅藻、水晶、沙子里,以结晶形和无定形两种形态广泛存在自然界里。无色透明的六棱柱形、末端具有六面角锥的晶体,叫水晶;普通的黄沙是含铁化合物的石英,石英也是花岗石、片麻石等的组分之一。硅藻土是一种无定形态的白炭黑,它是死亡的硅藻和其他微小生物的遗体,经沉积胶结成为多孔、质轻、松软的固体物质,表面积很大,吸附能力很强。
     2.白炭黑的结构、物理性质和化学性质:
     ⑴白炭黑的结构:晶体白炭黑是硅原子和氧原子以共价键形成立体网状的晶体,晶体中不存在单个的白炭黑分子,白炭黑的硅原子处于正四面体的中心,分别以共价单键跟处于正四面体顶角的4个氧原子结合形成[SiO4]正四面体,Si-O键在空间重复,形成体型“大分子”。晶体中,小的环上有6个硅原子和6个氧原子,共12个原子,硅氧原子个数比为1:2,所以组成简式为SiO2,晶体中不存在单个的分子。
     ⑵物理性质:白炭黑晶体是一种坚硬、有脆性、不导电、难熔(熔点1710℃)也难溶于水的无色固体。
     ⑶化学性质:白炭黑是硅酸的酸酐,但其不能与水反应生成硅酸。由于硅氧键较牢固,化学性质十分稳定。是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的一些性质,如在高温下能与碱性氧化物、碱、纯碱等起反应而生成硅酸盐;白炭黑不与一般的酸反应,有较好的抗酸性,但能被氢氟酸腐蚀,所以人们常用氢氟酸来雕刻玻璃;能被强还原剂(碳)在高温下还原得粗硅。