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氣相法白炭黑獨特的結(jié)構(gòu)是怎么形成的?氣相法白炭黑(氣相二氧化硅)獨特的結(jié)構(gòu)--三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。怎么形成的?由于氣相二氧化硅在生產(chǎn)過程中,首先是鹵硅烷水解縮合成單個的二氧化硅微粒,然后逐漸長大成7-40納米的球形顆粒,該顆粒稱作二氧化硅的“原生粒子”。 “原生粒子”在反應(yīng)爐內(nèi)隨著火焰方向繼續(xù)向前運(yùn)動,粒子之間相互碰撞,此時由于反應(yīng)爐內(nèi)溫度還比較高,粒子還接近于熔融狀態(tài),粒子碰撞后熔接在一起,形成由多個球狀粒子熔接在一起的三維枝狀結(jié)構(gòu)的粒子,稱為二氧化硅的“聚集體”。由于聚集體中的粒子是相互熔接在一起的,因此是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),幾乎不可能分開的。 二氧化硅“聚集體”在管道內(nèi)隨著氣流繼續(xù)向前運(yùn)動、碰撞,然后相互連接在一起,形成絮狀的蓬松的粉體,稱作二氧化硅的“附聚體”。由于此時管道內(nèi)的溫度較低,“聚集體”之間的連接只是通過物理吸附連接在一起,是一種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),在一定的機(jī)械力下,是可分開的(可分散的)。 由于氣相二氧化硅在體系中分散后,可以形成“近乎完美”的納米粒子三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使得它具有優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、防沉降、放流掛等性能。 氣相法白炭黑在高溫水解縮合過程中,表面還殘留有部分硅羥基(Si-OH),表面硅羥基的存在,使得氣相法白炭黑的表面極性較強(qiáng),表面活性較高。 氣相法白炭黑(氣相二氧化硅)表面存在“硅氧基”和“硅羥基”,其中的硅羥基具有較高的活性,可以形成氫鍵,或者與其它基團(tuán)反應(yīng),這也保證了二氧化硅粒子之間能形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò),同時與其它介質(zhì)之間具有良好地相互作用,使得二氧化硅呈現(xiàn)出良好的增強(qiáng)、增韌;增稠觸變以及防沉降等性能。 另外,硅羥基的存在,也為氣相二氧化硅的表面修飾提供可能,選擇不同結(jié)構(gòu)的表面改性劑與硅羥基進(jìn)行反應(yīng),把一些功能性基團(tuán)接枝到氣相二氧化硅表面,從而使得氣相二氧化硅的功能更加多樣化。 |