-
Эл. почта
Hifull@hifull.com
Практическая информация! Наноматериалы Huifu – наноматериалы в паровой фазе Применение в эпоксидных клеях
2025-12-23
Дымчатый диоксид кремния обладает превосходными загущающими, тиксотропными, противостекающими и армирующими свойствами в клеях. В жидких системах дымчатый диоксид кремния обеспечивает уникальный реологический контроль благодаря химическому составу поверхности и цепеобразной структуре. Агрегаты могут быть связаны водородными связями между поверхностными гидроксильными группами, образуя трехмерную кремниевую сетку. Жидкость инкапсулируется внутри этой кремниевой сетки, что приводит к увеличению вязкости и предела текучести. Эти хрупкие водородные связи легко разрываются под действием сдвиговых сил. Однако после снятия сдвиговой силы водородные связи быстро восстанавливаются, структура кремниевой сетки перестраивается, и вязкость и предел текучести системы возвращаются к своим исходным значениям. Такое поведение, проявляющееся в уменьшении вязкости при увеличении скорости сдвига и зависящем от времени восстановлении, называется тиксотропией, а ее загущающая тиксотропия варьируется в системах с различной полярностью.
В неполярных и слабополярных жидкостях синергетический эффект может возникать из-за присутствия небольшого количества соединений с гидроксильными группами. Дополнительный мостиковый эффект генерируется в сетке частиц пирогенного диоксида кремния. Однако, если мостиковый материал находится в небольшом избытке, вязкость уменьшится. В некоторых системах присутствие гидроксильных и аминогрупп способствует загущению и тиксотропным эффектам. В полярных жидкостях, когда молекулы имеют сродство к силанольным группам, происходит сольватация частиц пирогенного диоксида кремния и снижение стабильности тиксотропной сетки.
В полярных жидкостных системах поверхность гидрофобных частиц осажденного диоксида кремния HB-139 иммобилизована гидрофобными группами определенной степени полимеризации. Эти группы защищают оставшиеся силанольные группы на поверхности осажденного диоксида кремния , предотвращая чрезмерное смачивание. Оставшиеся силанольные группы и длинноцепочечные гидрофобные группы способствуют загущающим и тиксотропным свойствам HB-139. Загущающие и тиксотропные эффекты гидрофобного осажденного диоксида кремния также можно объяснить с помощью трехмерной сетчатой структуры. Для проверки практического применения гидрофильного и гидрофобного осажденного диоксида кремния в эпоксидных клеях исследователи из Huifu Nanotech провели эксперименты по изучению загущающих, тиксотропных и противостекающих свойств гидрофильного осажденного диоксида кремния HL-200 и гидрофобного осажденного диоксида кремния HB-139 соответственно.
В эксперименте с HB-139 в эпоксидной системе (рис. 1) специалисты компании Huifu Nanotechnology полностью диспергировали 4% гидрофобного пирогенного диоксида кремния в эпоксидной смоле, а затем с помощью ротационного реометра измерили его вязкость. При чередовании высоких и низких сдвиговых напряжений вязкость эпоксидной системы периодически изменялась во времени, демонстрируя ее тиксотропные свойства. В ходе теста вязкость контрольного образца оставалась неизменной, в то время как HB-139 показал аналогичные загущающие эффекты и тиксотропные свойства, как и конкурент А.
В эксперименте с HL-200 в эпоксидной системе (рис. 2) специалисты компании Huifu Nanotechnology тщательно диспергировали 2,5% гидрофильного пирогенного диоксида кремния в эпоксидной смоле, а затем с помощью ротационного реометра измерили его вязкость. При чередовании высоких и низких сдвиговых напряжений вязкость эпоксидной системы периодически изменялась со временем, демонстрируя ее тиксотропные свойства. В ходе теста вязкость контрольного образца оставалась неизменной, в то время как HL-200 и конкурент B демонстрировали схожий эффект загущения и тиксотропные свойства.
Как гидрофобный осажденный диоксид кремния HB-139 и конкурент A проявляют себя с точки зрения противопровисания при различных уровнях добавления (рисунок 3)? Инженеры компании Huifu Nanotechnology добавляли осажденный диоксид кремния в эпоксидные клеи в концентрациях 0%, 1%, 2% и 3%, а затем тестировали их противопровисающие свойства. Они обнаружили, что при добавлении осажденного диоксида кремния менее 2,5% эпоксидный клей демонстрировал значительное провисание, расстояние провисания превышало 50 мм. При уровне добавления 2,5% HB-139 показал меньшее расстояние провисания и лучший противопровисающий эффект по сравнению с конкурентом A. При добавлении более 2,5% ни HB-139, ни конкурент A не демонстрировали провисания. Результаты показывают, что HB-139 и конкурент обладают сопоставимыми свойствами.
Гидрофильный осажденный диоксид кремния HL-200 также продемонстрировал различия в противопровисающих свойствах по сравнению с конкурентом B. Инженеры компании Huifu Nanotechnology добавляли осажденный диоксид кремния в эпоксидные клеи в концентрациях 1%, 1,5%, 2% и 2,5%, а затем тестировали их противопровисающие свойства. Они обнаружили, что конкурент B демонстрировал провисание на 50 мм даже при концентрациях менее 2% (включительно), в то время как гидрофильный осажденный диоксид кремния HL-200 показал провисание на 50 мм даже при концентрациях менее 1,5% (включительно). Таким образом, HL-200 продемонстрировал превосходные противопровисающие свойства по сравнению с конкурентом B.
Очевидно, что в эпоксидных клеевых системах гидрофобные и гидрофильные частицы осажденного диоксида кремния более подходят для применения и практических задач, обеспечивая лучшие результаты. Загустители, тиксотропные свойства и количество добавки могут быть определены на основе результатов окончательных испытаний системы.
