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Numéro CAS: 68611-44-9
CE / Numéro de liste: 271-893-4
Formule chimique: SiO2
Synonymes: Silane, dichlorodiméthyl -, produits de réaction avec la silice, Silice Pyrogénée Amorphe Hydrophobe, Silice Pyrogénée Hydrophobe, Produits de réaction de Silice et de Dichlorodiméthylsilane, Dioxyde de Silicium, Produit de réaction avec le Diméthyldichlorosilane, Silice, Produit de réaction avec le Diméthyldichlorosilane, Silice Traitée au Diméthyldichlorosilane, Silice Pyrogénée Traitée en surface, Silice Pyrogénée Modifiée Hydrophobe, Charge Traitée
La silice pyrogénée hydrophobe est un nanomatériau amorphe de pointe (SiO2) produit par hydrolyse à la flamme de chlorosilanes de silicium, suivie d'une modification précise de la surface après traitement. En faisant réagir chimiquement de la silice pyrogénée hydrophile avec des silanes ou des siloxanes réactifs-tels que l'Hexaméthyldisilazane (HMDS), le Diméthyldichlorosilane (DDS) ou le Polydiméthylsiloxane (PDMS)—les groupes silanol réactifs en surface sont coiffés avec succès de groupes méthyle organiques.
Ce post-traitement transforme la poudre ultrafine en un matériau hautement hydrofuge et à faible polarité qui résiste au mouillage, réduit l'absorption d'humidité de surface et présente une excellente dispersibilité dans les systèmes de solvants organiques non polaires, à polarité moyenne et hautement polaires.
Propriétés clés de la Silice Pyrogénée Hydrophobe
Apparence: Poudre amorphe blanche duveteuse, ultra-fine et blanche
Odeur: Inodore
Densité tassée: ~40-60 g / L (très léger et moelleux)
Densité réelle: ~2,2 g / cm3
Point d'ébullition: ~2230 °C
Point de fusion: ~ 1700 °C
Solubilité: Insoluble dans l'eau (complètement hydrophobe; flotte à la surface); dispersible dans les solvants organiques et les matrices polymères
Superficie (PARI): ~90-300 m^2 / g(selon la catégorie spécifique)
Teneur en carbone: > 2,7% en poids de carbone lié chimiquement (indique une forte hydrophobie)
Mouillabilité au méthanol: ~50-65% (indice de déperlance)
Valeur du pH: ~3,5–5,5 (dans une dispersion de 4% de mélange eau-méthanol)
Structure chimique: Dioxyde de silicium amorphe synthétique traité avec des groupes silyle organiques (par exemple, à partir de HMDS, PDMS ou DDS)
Compatibilité de polarité: Systèmes à polarité moyenne à élevée (époxydes, polyuréthanes) et certains systèmes à faible polarité (polymères MS)
Stabilité: Très stable chimiquement et physiquement dans des conditions de stockage à sec; stabilité thermique jusqu'à ~300°C (selon le traitement de surface organique)
Réactivité: Chimiquement inerte à la plupart des substances; les groupes méthyle de surface assurent la stabilité contre la dégradation de l'humidité
Fonction principale: modificateur de rhéologie, épaississant thixotrope, charge de renforcement structurel, agent anti-décantation/anti-affaissement et aide à l'écoulement libre de la poudre
Structure et Comportement Chimique
Le profil de performance spécialisé de la silice pyrogénée hydrophobe provient de sa structure de réseau tridimensionnelle unique combinée à des modifications de surface personnalisées:
Chimie de surface hydrofuge: Les chaînes alkyle ou polydiméthylsiloxane chimiquement liées abaissent de manière permanente l'énergie de surface des particules de nano-silice. Même si sa densité réelle est supérieure à celle de l'eau, la poudre repousse complètement les molécules d'eau et flotte à la surface.
Nanostructure ramifiée: Le processus pyrogénique construit des réseaux de particules complexes, ramifiés et tridimensionnels. Lorsqu'ils sont dispersés, ces agrégats forment des liaisons hydrogène réversibles combinées à des interactions hydrophobes, établissant des barrières physiques très efficaces.
Compatibilité de matrice à faible polarité: Le traitement de surface organique garantit une miscibilité exceptionnelle et des capacités de charge élevées dans les résines organiques, les polyols, les polymères et les huiles non polaires sans induire d'agglomération indésirable de particules.
Principaux avantages de la Silice pyrogénée hydrophobe
L'intégration de silice pyrogénée hydrophobe dans les processus de fabrication et de formulation permet d'améliorer considérablement les performances:
Résistance exceptionnelle à l'humidité: Présentant une hygroscopicité extrêmement faible, il agit comme un déshydratant et une barrière à l'humidité très efficaces, assurant une stabilité rhéologique et de stockage à long terme dans les formulations sensibles à l'eau.
Rhéologie avancée et contrôle de la thixotropie: Offre de puissantes propriétés anti-cisaillement (thixotropes). Il structure-dirige les systèmes liquides pour augmenter la viscosité au repos tout en inversant l'épaississement facilement avec une énergie de traitement minimale.
Renforcement structurel: Améliore la réticulation mécanique des élastomères et des polymères, augmentant la résistance à la traction, la résistance à la déchirure et l'allongement à la rupture sans augmenter excessivement la viscosité du système de base.
Promotion anti-agglomérante et à écoulement libre: Agit comme un espaceur physique entre les particules, éliminant les effets indésirables de la charge électrostatique et la captation de l'humidité pour préserver l'encombrement et la fluidité des poudres.
Applications Industrielles
En raison de sa dynamique de particules multifonctionnelle, la silice pyrogénée hydrophobe est déployée dans une vaste gamme de secteurs industriels, commerciaux et de haute technologie mondiaux:
Peintures, Revêtements et Encres d'imprimerie
La silice pyrogénée hydrophobe est largement utilisée dans les revêtements à base de solvant, à base d'eau et en poudre pour optimiser le traitement et la durabilité du film:
Modificateur de rhéologie: Fonctionne comme un agent anti-décantation et anti-affaissement pour les pigments et les charges lourdes, empêchant les gouttes sur les surfaces verticales tout en maintenant un nivellement en douceur.
Amélioration de la surface: durcit considérablement les films séchés, maximisant les rayures, l'abrasion, les UV et la résistance aux intempéries à long terme.
Systèmes de protection robustes: Essentiels pour les revêtements anticorrosion marins et les couches de finition OEM automobiles, empêchant la formation de cloques, le pelage et la dégradation de l'humidité sous une exposition continue au brouillard salin.
Adhésifs et Produits d'Étanchéité
Il fournit une amélioration structurelle spécialisée dans les applications d'assemblage exigeantes:
Épaississement de la résine: Confère de forts effets thixotropes dans les matrices de résine polaires et non polaires, y compris les systèmes époxy, polyuréthane, ester vinylique, silicone, cyanoacrylate et polymère MS.
Prévention de l'affaissement: Élimine l'affaissement ou l'affaissement des joints verticaux dans les mastics RTV pour murs-rideaux structurels et les composés d'étanchéité pour compartiment moteur automobile.
Prolongation de la durée de conservation: Minimise le durcissement prématuré induit par l'humidité à l'intérieur de l'emballage, assurant une stabilité de stockage fiable.
Caoutchouc de Silicone et Élastomères
Charge renforçante: Sert d'agent de renforcement indispensable dans les systèmes de vulcanisation à température ambiante (RTV-2C), de Vulcanisation à haute température (HTV) et de caoutchouc de silicone liquide (LSR).
Fortification mécanique: Empêche la propagation des fissures et améliore la résistance à la déformation sous des températures extrêmes, ce qui est très bénéfique pour les joints industriels, les pièces moulées et les matériaux moussants.
Cosmétiques et Soins Personnels
Texture et fini mat: Améliore l'étalement, améliore la texture sensorielle et offre d'excellentes propriétés de diffusion de la lumière dans les formulations de maquillage et de soins de la peau.
Formulations anhydres: Augmente la résistance à l'eau et neutralise l'onctuosité des produits anhydres comme les rouges à lèvres, les écrans solaires, les crèmes protectrices et les poudres pressées.
Traitement des poudres, Agriculture et additifs alimentaires
Glissant et aide à l'écoulement: Ajouté en infimes pourcentages aux poudres hygroscopiques pour assurer une fluidité uniforme lors de la manipulation et du dosage industriels.
Poudres industrielles et commerciales: Empêche la formation de grumeaux et l'agglomération dans les composés phytopharmaceutiques agricoles, les supports de pesticides (offrant un effet contrôlé à libération lente), les poudres d'extinction d'incendie et le sel de table ou les poudres nutritionnelles (en utilisant une conformité E551 de qualité alimentaire spécialisée).
Électronique, Composés de câbles et Graisses
Emballage électronique: Sa densité apparente élevée, sa faible conductivité thermique à l'état solide et sa résistance électrique le rendent idéal pour les composés d'enrobage électroniques et les matériaux d'isolation thermique.
Stabilité diélectrique: Agit comme un agent antiblocage et une barrière contre l'humidité dans les gels d'isolation des câbles, augmentant les propriétés diélectriques.
Fluides fonctionnels: Fournit un épaississement structurel, une stabilité thermique et une résistance à la séparation dans les graisses et lubrifiants industriels hautes performances.
Technologies Environnementales Spécialisées
Adsorption des polluants: Ajoutée aux aérogels avancés et aux structures composites pour augmenter de façon exponentielle leur capacité à adsorber les polluants organiques et les déversements d'hydrocarbures des solutions aqueuses sans perturber la structure du réseau sous-jacent.
Processus de Fabrication
La silice pyrogénée hydrophobe est fabriquée via un processus continu en plusieurs étapes. Tout d'abord, de la silice hydrophile amorphe de haute pureté est synthétisée par hydrolyse à la flamme, faisant réagir du tétrachlorure de silicium(S SiCl_4$) dans une flamme oxygène-hydrogène à des températures élevées pour produire des particules $SiO_2 nano de taille nanométrique.
Dans une phase ultérieure, typiquement dans un réacteur à lit fluidisé spécialisé, la silice hydrophile est soumise à une réaction chimique de surface avec des agents silanes réactifs (tels que l'hexaméthyldisilazane, le diméthyldichlorosilane ou le polydiméthylsiloxane). Les agents de traitement se lient de manière covalente avec les groupes silanol de surface (- Si-OH -), en les coiffant avec des fonctionnalités méthyliques hydrophobes. Le produit final subit une séparation fractionnée précise et une désacidification pour assurer une consistance extrême d'un lot à l'autre et une pureté chimique élevée.
La silice pyrogénée hydrophobe est un nanomatériau indispensable et à haute performance qui résout les problèmes de traitement critiques dans de multiples industries mondiales. En équilibrant parfaitement la résistance permanente à l'eau avec une nanostructure tridimensionnelle polyvalente, il offre un contrôle rhéologique inégalé, une stabilité anti-sédimentation et un renforcement structurel. Qu'il s'agisse d'optimiser les revêtements industriels à usage intensif ou de maintenir les propriétés d'écoulement libre des poudres fines, la silice pyrogénée hydrophobe reste un élément moteur essentiel pour l'efficacité de la formulation moderne et la durabilité à long terme du produit.
