Hızlı Arama
CAS numarası: 68611-44-9
EC / Liste no: 271-893-4
Kimyasal formül:SiO2
Eş anlamlılar: Silan, diklorodimetil-, silika ile reaksiyon ürünleri, Hidrofobik Amorf Füme Silika, Hidrofobik Füme Silika, Silika ve Diklorodimetilsilanın Reaksiyon Ürünleri, Silikon Dioksit, Dimetildiklorosilan ile Reaksiyon Ürünü, Silika, Dimetildiklorosilan ile Reaksiyon Ürünü, Dimetildiklorosilan ile İşlenmiş Silika, Yüzey İşlem Görmüş Füme Silika, Hidrofobik Olarak Modifiye Edilmiş Füme Silika, İşlenmiş Dolgu
Hidrofobik Füme Silika, silikon klorosilanların alevle hidrolizi yoluyla üretilen ve ardından hassas bir yüzey modifikasyon işlemine tabi tutulan ileri teknoloji ürünü amorf bir nanomateryaldir (SiO2). Hidrofilik füme silikanın reaktif silanlar veya siloksanlarla kimyasal olarak reaksiyona sokulmasıyla —Heksametildisilazan (HMD'LER), Dimetildiklorosilan (DD'LER) veya Polidimetilsiloksan (PDM'LER) gibi — yüzey reaktif silanol grupları organik metil gruplarıyla başarıyla kapatılır.
Bu işlem sonrası, ultra ince tozu, ıslanmeye dirençli, yüzey nem emilimini azaltan, polar olmayan, orta polariteli ve yüksek polariteli organik çözücü sistemlerinde mükemmel dağılabilirlik gösteren, yüksek su itici özelliğe sahip, düşük polariteli bir malzemeye dönüştürür.
Hidrofobik Füme Silikanın Temel Özellikleri
Görünüm: Kabarık, ultra ince, beyaz amorf toz
Koku: Kokusuz
Sıkıştırılmış Yoğunluk: ~40–60 g/L (son derece hafif ve kabarık)
Gerçek Yoğunluk: ~2,2 g/cm³
Kaynama Noktası: ~2230 °C
Erime noktası: ~1700 °C
Çözünürlük: Suda çözünmez (tamamen hidrofobik; yüzeyde yüzer); organik çözücülerde ve polimer matrislerde dağılabilir.
Yüzey Alanı (BET): ~90–300 m2/g (belirli kaliteye bağlı olarak)
Karbon İçeriği: > %2,7 kimyasal olarak bağlı karbon (yüksek hidrofobiklik göstergesi)
Metanol Islanabilirliği: ~%50–65 (su iticilik indeksi)
pH Değeri: ~3,5–5,5 (%4'lük su-metanol karışımı dispersiyonunda)
Kimyasal Yapı: Organik silil gruplarıyla işlenmiş sentetik amorf silikon dioksit (örneğin, hmd'lerden, pdm'lerden veya dd'lerden)
Polarite Uyumluluğu: Orta ila yüksek polarite sistemleri (epoksiler, poliüretanlar) ve bazı düşük polarite sistemleri (MS polimerleri)
Kararlılık: Kuru depolama koşullarında kimyasal ve fiziksel olarak son derece kararlıdır; ~300°C'ye kadar termal kararlılık gösterir (organik yüzey işlemine bağlı olarak)
Reaktivite: Çoğu maddeye karşı kimyasal olarak inerttir; yüzeydeki metil grupları nem kaynaklı bozulmaya karşı kararlılık sağlar.
Ana Fonksiyon: Reoloji düzenleyici, tiksotropik kıvam arttırıcı, yapısal güçlendirici dolgu maddesi, çökelme/sarkma önleyici madde ve toz akışını kolaylaştırıcı.
Yapı ve Kimyasal Davranış
Hidrofobik füme silikanın özel performans profili, benzersiz üç boyutlu ağ yapısı ile özel yüzey modifikasyonlarının birleşiminden kaynaklanır:
Su İtici Yüzey Kimyası: Kimyasal olarak bağlanmış alkil veya polidimetilsiloksan zincirleri, nano-silika parçacıklarının yüzey enerjisini kalıcı olarak düşürür. Gerçek yoğunluğu sudan daha fazla olmasına rağmen, toz su moleküllerini tamamen iter ve yüzeyde yüzer.
Dallanmış Nanoyapı: Pirojenik süreç karmaşık, dallanmış, üç boyutlu parçacık ağları oluşturur. Bu agregatlar dağıldığında, hidrofobik etkileşimlerle birleşen tersinir hidrojen bağları oluşturarak son derece etkili fiziksel bariyerler meydana getirir.
Düşük Polariteli Matris Uyumluluğu: Organik yüzey işlemi, istenmeyen partikül aglomerasyonuna yol açmadan organik reçineler, polioller, polimerler ve polar olmayan yağlar içinde olağanüstü karışabilirlik ve yüksek yükleme kapasiteleri sağlar.
Hidrofobik Füme Silikanın Temel Avantajları
Hidrofobik füme silikanın üretim ve formülasyon süreçlerine entegre edilmesi kritik performans iyileştirmeleri sağlar:
Olağanüstü Nem Direnci: Son derece düşük higroskopiklik sergileyerek, suya duyarlı formülasyonlarda uzun süreli reolojik ve depolama stabilitesi sağlayan oldukça etkili bir kurutucu ve nem bariyeri görevi görür.
Gelişmiş Reoloji ve Tiksotropi Kontrolü: Güçlü kesme inceltme (tiksotropik) özellikleri sunar. Minimum işlem enerjisi altında kalınlaşmayı kolayca tersine verirken, istirahatte viskoziteyi artırmak için sıvı sistemleri yapılandırır-yönlendirir.
Yapısal Güçlendirme: Elastomerlerde ve polimerlerde mekanik çapraz bağlanmayı arttırır, temel sistem viskozitesini aksine artırmadan gerilme mukavemetini, yırtılma direncini ve kopma uzamasını arttırır.
Topaklanmayı Önleme ve Serbest Akış Sağlama: Parçacıklar arasında fiziksel bir ara boşluk görevi görerek, istenmeyen elektrostatik yük etkilerini ve nem emilimini ortadan kaldırır; böylece tozların hacim ve akışkanlığını korur.
Endüstriyel Uygulamalar
Çok işlevli parçacık dinamiği nedeniyle, hidrofobik füme silika, çok çeşitli küresel endüstriyel, ticari ve yüksek teknoloji sektörlerine yayılmıştır:
Boyalar, Kaplamalar ve Baskı Mürekkepleri
Hidrofobik füme silika, işleme ve film dayanıklılığını optimize etmek için solvent bazlı, su bazlı ve toz boyalarda yaygın olarak kullanılır:
Reoloji Değiştirici: Pigmentler ve ağır dolgu maddeleri için çökelme önleyici ve sarkma önleyici bir madde olarak işlev görür ve düzgün hizalamayı korurken dikey yüzeylere damlamayı önler.
Yüzey Geliştirme: Kurumuş filmleri büyük ölçüde sertleştirir, çizilme, aşınma, UV ve uzun süreli hava koşullarına dayanıklılığı en üst düzeye çıkarır.
Ağır Hizmet Koruyucu Sistemler: Deniz korozyon önleyici kaplamalar ve otomotiv OEM son kat boyaları için kritik öneme sahiptir; sürekli tuz spreyi maruziyeti altında kabarma, soyulma ve nem kaynaklı bozulmayı önler.
Yapıştırıcılar ve Sızdırmazlık Malzemeleri
Zorlu montaj uygulamalarında özel yapısal güçlendirme sağlar:
Reçine Kalınlaştırma: Epoksi, poliüretan, vinil ester, silikon, siyanoakrilat ve MS polimer sistemleri dahil olmak üzere polar ve polar olmayan reçine matrislerinde güçlü tiksotropik etkiler sağlar.
Çökme Önleme: Yapısal giydirme cephe RTV sızdırmazlık malzemelerinde ve otomotiv motor bölmesi sızdırmazlık bileşiklerinde dikey derzlerdeki çökme veya sarkmayı ortadan kaldırır.
Raf Ömrü Uzatma: Ambalaj içinde nem kaynaklı erken kürlenmeyi en aza indirerek güvenilir depolama stabilitesi sağlar.
Silikon Kauçuk ve Elastomerler
Takviye Dolgusu: Oda Sıcaklığında Vulkanizasyon (RTV-2C), Yüksek Sıcaklıkta Vulkanizasyon (HTV) ve Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) sistemlerinde vazgeçilmez bir takviye maddesi görevi görür.
Mekanik Takviye: Çatlak yayılımını engeller ve aşırı sıcaklıklarda deformasyona karşı direnci arttırır, bu da endüstriyel contalar, kalıplanmış parçalar ve köpüren malzemeler için oldukça faydalıdır.
Kozmetik ve Kişisel Bakım
Doku ve Mat Kaplama: Yayılabilirliği artırır, duyusal dokuyu iyileştirir ve makyaj ve cilt bakım formülasyonlarında mükemmel ışık yayıcı özellikler sağlar.
Susuz Formülasyonlar: Rujlar, güneş kremleri, koruyucu kremler ve sıkıştırılmış pudralar gibi susuz ürünlerde su geçirmezliği artırır ve yağlanmayı önler.
Toz İşleme, Tarım ve Gıda Katkı Maddeleri
Kaydırıcı ve Akışkanlık Sağlayıcı: Endüstriyel elleçleme ve dozajlama sırasında homojen akışkanlık sağlamak için higroskopik tozlara çok küçük oranlarda eklenir.
Endüstriyel ve Ticari Tozlar: Tarımsal bitki koruma bileşiklerinde, pestisit taşıyıcılarında (kontrollü yavaş salınım etkisi sunar), yangın söndürme tozlarında ve sofra tuzu veya besin tozlarında (özel gıda sınıfı E551 uyumluluğu kullanılarak) topaklanma ve sertleşmeyi önler.
Elektronik, Kablo Kaplama Malzemeleri ve Gresler
Elektronik Ambalaj: Yüksek yığın yoğunluğu, düşük katı hal ısıl iletkenliği ve elektrik direnci, onu elektronik dolgu malzemeleri ve ısı yalıtım malzemeleri için ideal kılar.
Dielektrik Kararlılığı: Kablo izolasyon jellerinde blokaj önleyici ve nem bariyeri görevi görerek dielektrik özelliklerini artırır.
Fonksiyonel Sıvılar: Yüksek performanslı endüstriyel greslerde ve yağlayıcılarda yapısal kalınlaşma, termal kararlılık ve ayrılma direnci sağlar.
Özelleştirilmiş Çevre Teknolojileri
Kirletici Adsorpsiyonu: Altta yatan ağ yapısını bozmadan, sulu çözeltilerden organik kirleticileri ve petrol sızıntılarını adsorbe etme yeteneklerini katlanarak artırmak için gelişmiş aerojel ve kompozit yapılara eklenir.
Üretim Süreci
Hidrofobik füme silika, çok aşamalı sürekli bir işlemle üretilir. İlk olarak, yüksek saflıkta amorf hidrofilik silika, alev hidrolizi yoluyla sentezlenir ve nano boyutlu SiO2 parçacıklar elde etmek için yüksek sıcaklıklarda bir oksijen-hidrojen alevinde silikon tetraklorürü (SiCl4) reaksiyona sokar.
Sonraki bir aşamada, genellikle özel bir akışkan yataklı reaktörde, hidrofilik silika reaktif silan ajanları (heksametildisilazan, dimetildiklorosilan veya polidimetilsiloksan gibi) ile yüzey kimyasal reaksiyonuna tabi tutulur. İşleme maddeleri, yüzeydeki silanol gruplarına (Si-OH) kovalent bağlarla bağlanarak onları hidrofobik metil fonksiyonel gruplarıyla kaplar. Nihai ürün, partiden partiye mükemmel tutarlılık ve yüksek kimyasal saflık sağlamak için hassas fraksiyonel ayırma ve asit giderme işlemlerinden geçer.
Hidrofobik füme silika, birçok küresel endüstride kritik işleme sorunlarını çözen vazgeçilmez, high-performance bir nanomalzeme olarak öne çıkıyor. Kalıcı su iticilik özelliğini çok yönlü üç boyutlu nanoyapı ile mükemmel şekilde dengeleyerek, eşsiz reoloji kontrolü, çökelme önleyici kararlılık ve yapısal güçlendirme sağlar. İster ağır hizmet tipi endüstriyel kaplamaların optimizasyonu ister ince tozların serbest akış özelliklerinin korunması olsun, hidrofobik füme silika, modern formülasyon verimliliği ve uzun vadeli ürün dayanıklılığı için hayati önem taşıyan bir bileşen olmaya devam ediyor.
