Fumovaný oxid kremičitý, tiež známy ako pyrogénny oxid kremičitý, je syntetický, jemnozrnný, amorfný oxid kremičitý produkovaným vysokoteplotnej hydrolýze kremíkového tetrachloridu v plameňoch kyslíka-hydrogén. Ako popredný dodávateľ oxidu kremičitého som bol svedkom z prvej ruky početné výhody, ktoré spaľovaný oxid kremičitý prináša do plastov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím k kľúčovým výhodám používania spateného oxidu kremičitého v plastoch a vysvetlím, prečo sa stal nevyhnutnou prísadou v modernej výrobe plastov.
1. Posilnenie a zlepšenie mechanických vlastností
Jednou z primárnych výhod začlenenia vypáleného oxidu kremičitého do plastov je jeho schopnosť posilniť polymérnu matricu a zlepšiť mechanické vlastnosti konečného produktu. Častice oxidu kremičitého majú vysokú plochu povrchu a trojrozmernú sieťovú štruktúru, ktorá im umožňuje silne interagovať s polymérnymi reťazcami. Táto interakcia vedie k tvorbe siete fyzickej zosieťovania v plaste, čo vedie k zvýšenej tuhosti, pevnosti a húževnatosti.
Napríklad v kompozitoch polypropylénu (PP) môže pridanie výparového oxidu kremičitého významne zvýšiť pevnosť v ťahu a ohybový modul. Jemné častice vypáleného oxidu kremičitého pôsobia ako výstužné činidlá, ktoré rovnomerne rozdeľujú napätie v celom materiáli a bránia šíreniu trhlín. Vďaka tomu sú kompozity PP odolnejšie voči deformácii a rozbitiu, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, v ktorých je potrebný vysoký mechanický výkon, ako sú automobilové časti a konštrukčné komponenty.
Okrem zlepšenia statických mechanických vlastností môže vypálený oxid kremičitý tiež zvýšiť dynamické mechanické vlastnosti plastov. Môže znížiť viskoelasticitu polyméru, čo znamená, že plast môže lepšie odolať cyklickému zaťaženiu a vibráciám. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, ako sú elektrické spotrebiče a spotrebný tovar, kde sú plastové časti často vystavené opakovanému stresu.
2. Reologická modifikácia
Otrémový oxid kremičitý je vynikajúcim reologickým modifikátorom pre plasty. Môže zmeniť tokové správanie sa taveniny polyméru počas spracovania, čo uľahčuje formovanie a tvarovanie plastu do požadovanej formy. Pri pridaní do plastovej taveniny tvoria výparné častice oxidu kremičitého sieťou pomocou vodíkovej väzby a van der Waals síl. Táto sieťová štruktúra zvyšuje viskozitu taveniny pri nízkych šmykových rýchlostiach, čo pomáha predchádzať prepadnutiu a kvapkaniu počas formovacích operácií.
Pri vysokých šmykových rýchlostiach, ako sú rýchlosti, ktoré sa vyskytujú počas vstrekovania alebo extrúzie, sa rozdeľuje sieťový oxid kremičitý a viskozita taveniny sa znižuje. To umožňuje, aby plast ľahko pretekal formou alebo zomrel, čím sa zaisťuje dobrá náplň a replikácia dutiny formy. Schopnosť vypáleného oxidu kremičitého poskytovať správanie na strihanie je veľmi prospešná pre dosiahnutie vysoko kvalitných plastových produktov s komplexnými geometriami.
Okrem toho môže vypálený oxid kremičitý tiež zlepšiť disperziu ďalších prísad v plastovej matrici. Môže zabrániť aglomerácii výplne a pigmentov, čím sa zabezpečí rovnomernejšie rozdelenie týchto prísad v celom plaste. To vedie k lepšej konzistencii farieb a zlepšeniu povrchovej úpravy konečného produktu.
3. Vlastnosti proti blokovaniu a sklzom
V priemysle plastov je blokovanie bežným problémom, ktorý sa vyskytuje, keď sa plastové filmy alebo plachty počas skladovania alebo manipulácie držia spolu. To môže spôsobiť ťažkosti pri spracovaní a môže dokonca poškodiť plastové výrobky. Otrémový oxid kremičitý sa môže použiť ako protismlucovacie činidlo, aby sa zabránilo tomuto problému.
Jemné častice vypunutého oxidu kremičitého vytvárajú mikro-výbure na povrchu plastového filmu alebo hárku. Táto mikro-výbuch znižuje kontaktnú plochu medzi susednými vrstvami plastu, čo im bráni vlepiť sa. Výsledkom je, že plastové filmy alebo listy sa dajú ľahko oddeliť a spracovať, čím sa zlepší účinnosť výrobného procesu.
Okrem svojich protismlucovacích vlastností môže vypálený oxid kremičitý tiež vylepšiť vlastnosti sklzu plastov. Môže znížiť koeficient trenia medzi plastovým povrchom a inými materiálmi, čo uľahčuje manipuláciu a prepravu plastových výrobkov. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, ako sú obalové filmy, kde sú potrebné hladké manipulácie a ľahké stohovanie.
4. Tepelná stabilita a spomalenosť horenia
Trpený oxid kremičitý môže zvýšiť tepelnú stabilitu plastov. Môže pôsobiť ako tepelný izolátor, čím sa znižuje rýchlosť prenosu tepla cez plastový materiál. Pomáha to zabrániť prehrievaniu a degradácii plastov pri vysokých teplotách, čím sa predlžuje životnosť plastových výrobkov.
V niektorých prípadoch môže kilomocký oxid kremičitý tiež prispievať k spomaleniu plastov horenia. Ak je vystavený plameňa, vypálený oxid kremičitý môže tvoriť ochrannú vrstvu na povrchu plastu, ktorá pôsobí ako bariéra kyslíka a zahrievania. Táto vrstva môže spomaliť proces spaľovania a znížiť uvoľňovanie horľavých plynov, vďaka čomu je plast odolnej voči požiaru.
Napríklad v epoxidových živícoch môže pridanie výparového oxidu kremičitého zlepšiť tvorbu char počas spaľovania. Vrstva char pôsobí ako fyzická bariéra, ktorá bráni šíreniu plameňa a chráni podkladový plast pred ďalším poškodením. Vďaka tomu sú epoxidové živice s vypuchým oxidom kremičitým vhodným pre aplikácie v elektrickom a elektronickom priemysle, kde je požiarna bezpečnosť kritickým problémom.
5. Optická jasnosť a transparentnosť
V aplikáciách, v ktorých je potrebná optická čistota a priehľadnosť, sa môže na zlepšenie optických vlastností plastov použiť výparný oxid kremičitý. Častice oxidu kremičitého majú veľmi malú veľkosť, zvyčajne v rozsahu niekoľkých nanometrov na niekoľko stoviek nanometrov. Tieto malé častice majú nízky index lomu, čo znamená, že významne nerozptyľujú svetlo.
Pri pridaní do priehľadnej plastovej matrice dokáže vypálený oxid kremičitý udržiavať priehľadnosť plastu a zároveň poskytnúť ďalšie prospešné vlastnosti, ako je výstuž a reologická modifikácia. Vďaka tomu je spacený oxid kremičitý ideálnou prísadou pre aplikácie, ako sú optické šošovky, zobrazovacie obrazovky a obalové materiály pre potraviny a nápoje.
Záver
Záverom možno povedať, že použitie vypráchnutého oxidu kremičitého v plastoch ponúka širokú škálu výhod, vrátane posilnenia, reologickej modifikácie, anti-blokujúcich a sklzových vlastností, tepelnej stability, spomaľovania horenia a optickej čistoty. Vďaka týmto výhodám sa v odvetví plastov robí fumovaný oxid kremičitý, čo umožňuje výrobu vysoko kvalitných plastových výrobkov so zlepšeným výkonom a funkčnosťou.
Ako spoľahlivý dodávateľ oxidu kremičitého ponúkame širokú škálu vyplnených výrobkov oxidu kremičitého vrátaneSpútaný oxid kremičitý (1250-mesh), uspokojiť rôzne potreby našich zákazníkov. Naše výrobky oxidu kremičitého sú vysoko kvalitné a široko sa používajú v rôznych plastových aplikáciách.
Ak máte záujem používať vypálený oxid kremičitý vo vašom procese výroby plastov alebo by ste sa chceli dozvedieť viac o našich výrobkoch, neváhajte a kontaktujte nás a získajte podrobnú diskusiu. Zaviazali sme sa, že vám poskytneme najlepšie riešenia a vynikajúci zákaznícky servis.
Odkazy
- Klein, M. (2006). Pyrogénne kremíky - Science and Technology. Wiley-Vch Verlag GmbH & Co. Kgaa.
- Wang, Y. a Wang, Q. (2018). Aplikácia vyplneného oxidu kremičitého v polymérnych kompozitoch. Polymérne kompozity, 39 (11), 4147-4156.
- Zhang, X., & Chen, X. (2019). Reologické správanie vyplnených kompozitov oxidu kremičitého/polyméru. Journal of Rheology, 63 (2), 303-318.