气相二氧化硅以其纳米级的粒径、高比表面积和其独特的三维网状结构和优异的物理化学性能,能提供优异的增稠、触变、补强性能,成为现代工业中不可或缺的功能性无机新材料。从高端制有机硅密封胶、涂料、油墨,到化妆品、药物载体、食品添加剂,其身影无处不在。同时,由于其吸湿性会对材料的储存稳定性、流变性能、以及抗结块、助流动等效果发挥产生显著影响。为此,湖北汇富纳米材料股份有限公司技术人员,通过系统性分析亲水型气相二氧化硅HL-200与不同处理剂下疏水型气相二氧化硅吸湿性影响规律,结合实验数据揭示处理工艺与吸湿性能的内在关联,为工业应用中HIFULL®气相二氧化硅选择和工艺优化提供科学依据。
亲水型气相二氧化硅
疏水型气相二氧化硅
首先,汇富纳米的技术人员在相同的恒温恒湿环境下,系统监测亲水型气相二氧化硅HL-200和不同处理工艺的气相二氧化硅样品在80天周期内的干燥减量。本次实验设置了四组样品:未处理亲水型HL-200产品作为基准参照,再将六甲基二硅氮烷(HMDS)、二甲基二氯硅烷(DDS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)三种表面处理剂处理后的疏水型气相二氧化硅作为对照组。
实验数据显示,随着时间从0一直增加到80天,HL-200的干减量不断增加,其中初始干减1.17%(出厂指标),10天干减为1.84%,20天干减为2.73%,后续逐步增长,80天增加到4.85%。
这是因为亲水型气相二氧化硅表面丰富硅羟基(Si - OH),与水分子氢键作用强,随着时间延长,水分子持续吸附、渗透,在环境湿度影响下,水份吸附量随接触时间累积而增加,体现出显著亲水性,长期储存易因吸湿影响材料体系稳定性,如在粉末涂料中可能导致团聚、流动性降低等。
HMDS(六甲基二硅氮烷)处理的疏水型气相二氧化硅,曲线近乎平稳,干减始终维持在较低水平;DDS(二甲基二氯硅烷)处理的疏水型气相二氧化硅,干减同样维持较低数值,曲线平缓;PDMS(聚二甲基硅氧烷)处理的疏水型气相二氧化硅,干减也保持在极低范围。
亲水型HL-200因表面含有大量的硅羟基,吸湿性随时间的延长而增加,体现强亲水性;通过不同小分子改性剂(HMDS、DDS、PDMS)进行改性处理的疏水型气相二氧化硅,因表面引入了疏水基团,大幅抑制吸湿,干减可长期稳定在低水平。由于不同处理剂的化学结构、反应机制存在差异,不管何种改性剂处理,均可有效调控气相二氧化硅的吸湿性,满足不同应用场景需求(如对水份敏感度、流变性要求、电气性能、耐候性等)。
气相二氧化硅的吸湿性受表面化学结构(硅羟基数量、疏水基团种类 )主导,汇富纳米技术人员的实验通过精准设计与监测,清晰呈现不同产品不同时间段下吸湿性差异。在实际应用中,需依据具体场景(如是否长期储存、对水份容忍度),合理选择气相二氧化硅类型。未来,汇富纳米将进一步探究极端环境(如高湿、高低温循环)下吸湿性变化,及不同亲疏水型气相二氧化硅吸湿性对材料综合性能的协同影响,持续拓展其在更复杂工况下的应用潜力,推动气相二氧化硅材料在各行业的精准化、高性能化应用发展。
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