Механизм армирования силиконового каучука газофазным диоксидом кремния 

Газофазный диоксид кремния, широко известный как белый диоксид кремния, полученный газофазным методом, является одним из первых нанопорошков, появившихся на рынке и первых, производство которых было налажено в промышленных масштабах. Это белый, рыхлый, аморфный, нетоксичный и экологически чистый неорганический неметаллический оксид, размер первичных частиц которого составляет от 1 до 1, а удельная поверхность, как правило, превышает 1. Благодаря наноэффекту он демонстрирует в материалах превосходные свойства упрочнения, загущения, токсичности, изоляции, матовости и предотвращения стекания, поэтому широко применяется в полимерной промышленности, в частности в производстве резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, клеев и герметиков.

Прочность неармированного силиконового каучука обычно составляет всего 0,3 МПа, что делает его практически непригодным для использования. Для достижения уровня, пригодного для практического применения, необходимо провести модификацию путем наполнения. Среди распространенных неорганических порошковых наполнителей, таких как карбонат кальция и осажденный диоксид кремния, наилучший эффект дает газофазный диоксид кремния. При добавлении газофазного диоксида кремния прочность может увеличиться в несколько раз, модуль упругости при пределе текучести — примерно в несколько раз, а также значительно улучшаются показатели относительного удлинения и ползучести.

После наполнения газофазным диоксидом кремния внутренние микроскопические взаимодействия материала претерпели значительные изменения, помимо переплетения макромолекулярных цепей, обусловленного слабыми ван-дер-ваальсовыми силами между молекулярными цепями, а также механического переплетения, вызванного механическими силами, имеются также сильные водородные связи между агрегатами газофазного диоксида кремния, сильные адсорбционные или связывающие взаимодействия между диоксидом кремния и полимером, а также сильное переплетение между цепями полимерных макромолекул, адсорбированных на поверхности агрегатов диоксида кремния, что приводит к значительному улучшению межфазной адгезии, внутри силиконовой резины формируется структура, в которой макромолекулярные цепи полимера пронизывают сеть углеродного наполнителя, что придаёт материалу превосходные комплексные характеристики.