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氣相二氧化硅的制備及其在硅橡膠中的應(yīng)用
日期：2025-07-11 06:27
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摘要：
1 、氣相二氧化硅的制備方法 。氣相二氧化硅是由鹵硅烷 ( 如四氯化硅、四氟化硅、甲基三氯化硅等 ) 在氫、氧火焰中高溫水解，生成二氧化硅粒子，然后驟冷，顆粒經(jīng)過聚集、分離、脫酸等后處理工藝而獲得產(chǎn)品。在二十世紀(jì)六十一七十年代，氣相二氧化硅主要是以四氯化硅為原料，生產(chǎn)工藝容易控制，但生產(chǎn)成本較高。隨著有機(jī)硅單體工業(yè)的發(fā)展，其副 產(chǎn)物一甲基三氯硅烷等的處理問題成了束縛其發(fā)展的瓶頸。一般，它們被用于硅樹脂和防水涂料制造，但是用量有限。因此，急需找到新的出路
2 、氣相白炭黑在硅橡膠中的應(yīng)用
氣相白炭黑在高溫硫化 (HTV) 硅橡膠中的應(yīng)用。氣相白炭黑的使用可以分為有機(jī)硅材料和其它領(lǐng)域，其中在有機(jī)硅材料領(lǐng)域中的用量占?xì)庀喽趸杩傆昧拷?60% ，硅橡膠是有機(jī)硅材料中使用氣相白炭黑*多的材料，其添加量可高達(dá) 50% 以上。氣相白炭黑在 HvT 硅橡膠中主要起補(bǔ)強(qiáng)作用，由于硅橡膠分子鏈非常柔順，鏈間相互作用力較弱，因此未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠強(qiáng)度非常低 ( 不超過 0.4 M Pa) ，沒有實(shí)用價(jià)值，必須經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)之后才能使用，而用氣相白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠，其強(qiáng)度可提高 40 倍。
3 、氣相白炭黑對(duì) HTv 硅橡膠力學(xué)性能的影響。氣相白炭黑對(duì) HTv 硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用受其粒徑、比表面積和結(jié)構(gòu)性的影響，一般是粒徑越小，比表面積越大，結(jié)構(gòu)性越高，補(bǔ)強(qiáng)效果越好，硫化膠的強(qiáng)度、硬度越高。此外，氣相白炭黑的用量和它在橡膠基質(zhì)中的分散狀況對(duì)硫化膠性能的影響也非常大，氣相白炭黑用量對(duì)硫化膠拉伸強(qiáng)度的影響。隨著氣相白炭黑用量的增 加，硫化膠的強(qiáng)度增大，一般用量在 35 一 50 份時(shí)，便可達(dá)到峰值。關(guān)于氣相白炭黑對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理及模型也非常多，比較認(rèn)可的解釋是，氣相二氧化硅表面的自由輕基與硅橡膠分子形成了物理或化學(xué)結(jié)合，在二氧化硅表面形成了硅橡膠分子吸附層，構(gòu)成氣相二氧化硅與硅橡膠分子聯(lián)成一體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效限 制了硅橡膠分子鏈的形變，起到了補(bǔ)強(qiáng)作用。硫化膠撕裂強(qiáng)度的變化情況與拉伸強(qiáng)度相似，都是隨著氣相白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能的提高而增大，隨氣相白炭黑用量的增加起先增大，達(dá)到峰值后稍微下降。
2 、氣相白炭黑在硅橡膠中的應(yīng)用
氣相白炭黑在高溫硫化 (HTV) 硅橡膠中的應(yīng)用。氣相白炭黑的使用可以分為有機(jī)硅材料和其它領(lǐng)域，其中在有機(jī)硅材料領(lǐng)域中的用量占?xì)庀喽趸杩傆昧拷?60% ，硅橡膠是有機(jī)硅材料中使用氣相白炭黑*多的材料，其添加量可高達(dá) 50% 以上。氣相白炭黑在 HvT 硅橡膠中主要起補(bǔ)強(qiáng)作用，由于硅橡膠分子鏈非常柔順，鏈間相互作用力較弱，因此未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠強(qiáng)度非常低 ( 不超過 0.4 M Pa) ，沒有實(shí)用價(jià)值，必須經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)之后才能使用，而用氣相白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠，其強(qiáng)度可提高 40 倍。
3 、氣相白炭黑對(duì) HTv 硅橡膠力學(xué)性能的影響。氣相白炭黑對(duì) HTv 硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用受其粒徑、比表面積和結(jié)構(gòu)性的影響，一般是粒徑越小，比表面積越大，結(jié)構(gòu)性越高，補(bǔ)強(qiáng)效果越好，硫化膠的強(qiáng)度、硬度越高。此外，氣相白炭黑的用量和它在橡膠基質(zhì)中的分散狀況對(duì)硫化膠性能的影響也非常大，氣相白炭黑用量對(duì)硫化膠拉伸強(qiáng)度的影響。隨著氣相白炭黑用量的增 加，硫化膠的強(qiáng)度增大，一般用量在 35 一 50 份時(shí)，便可達(dá)到峰值。關(guān)于氣相白炭黑對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理及模型也非常多，比較認(rèn)可的解釋是，氣相二氧化硅表面的自由輕基與硅橡膠分子形成了物理或化學(xué)結(jié)合，在二氧化硅表面形成了硅橡膠分子吸附層，構(gòu)成氣相二氧化硅與硅橡膠分子聯(lián)成一體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效限 制了硅橡膠分子鏈的形變，起到了補(bǔ)強(qiáng)作用。硫化膠撕裂強(qiáng)度的變化情況與拉伸強(qiáng)度相似，都是隨著氣相白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能的提高而增大，隨氣相白炭黑用量的增加起先增大，達(dá)到峰值后稍微下降。
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