Высокая упрочняющая способность и низкая загущающая способность — «несовместимые вещи» Нет, просто вы выбрали не тот материал 

В отрасли производства силиконовых герметиков газофазный диоксид кремния является основным упрочняющим наполнителем в системах на основе смолы 107. После добавления порошка в резиновую смесь, наряду с повышением механической прочности, зачастую значительно возрастает вязкость системы, что приводит к ухудшению технологической текучести и затрудняет перемешивание. Инженеры-рецептурщики постоянно сталкиваются с противоречием между «упрочняющими свойствами» и «технологической вязкостью», и вопрос о том, как контролировать вязкость системы при высокой степени наполнения, является одной из ключевых задач при разработке рецептур силиконовых каучуков.
Как показано на рисунке 1, технические специалисты компании «Хубэй Хуйфу Наноматериалы» провели сравнительные испытания HB-1300 и двух конкурирующих видов газофазного диоксида кремния, оценив изменение вязкости системы при добавлении в резину 107 10 %, 20 % и 30 % соответственно. Из данных столбчатых диаграмм ясно видно, что для всех трех порошковых материалов вязкость системы одновременно повышается с увеличением доли добавки, что является общей характеристикой газофазного диоксида кремния. На поверхности газофазного диоксида кремния присутствует большое количество гидроксильных групп кремния, которые образуют трехмерную сетевую структуру между частицами посредством водородных связей. Чем выше доля добавки, тем плотнее сетевая структура, что макроскопически проявляется в повышении вязкости резиновой смеси.

Рис. 1

На этапе низкой концентрации (10 %) уровень вязкости HB-1300 и конкурентного продукта 1 был схожим, а у конкурентного продукта 2 — самым низким; при увеличении концентрации до 20 % разница во вязкости между тремя образцами постепенно увеличивалась, при этом вязкость HB-1300 оказалась немного ниже, чем у конкурентного продукта 1; при достижении высокой концентрации (30 %) различия стали наиболее заметными. Наибольший рост вязкости наблюдался у конкурентного продукта 1, который достиг максимального значения в данном испытании; в то время как в системе HB-1300 вязкость оказалась значительно ниже, чем у конкурента 1, и по сравнению с конкурентом 2 также демонстрировала контролируемый рост вязкости. Это свидетельствует о том, что HB-1300 прошел специальную обработку по гидрофобной модификации поверхности, что позволило эффективно снизить количество силкислородных групп на поверхности порошка и ослабить водородные связи между частицами. При обеспечении дисперсности порошка удалось сдержать чрезмерное формирование трехмерной сети, что позволило добиться «эффекта низкого загущения».
Низкий эффект загущения не означает ухудшения армирующих свойств. HB-1300 сохраняет оптимальную удельную поверхность и наноразмер исходных частиц; при равномерной дисперсии порошка в полимерной матрице 107 наночастицы могут вступать в физическое переплетение с молекулярными цепями полисилоксана и обеспечивать межфазную адсорбцию, что придает силиконовому каучуку превосходные армирующие свойства, такие как прочность на растяжение и прочность на разрыв. Традиционный гидрофобный газофазный диоксид кремния при высокой степенью усиления сопровождается значительным загущением; если же стремиться к низкой вязкости, то теряются усиливающие свойства. HB-1300 благодаря процессу модификации уравновешивает эти два фактора, позволяя смеси при высокой степени наполнения (30 %) сохранять хорошую текучесть, снижая нагрузку на процессы смешивания, дегазации и экструзии, повышая эффективность производства и одновременно обеспечивая механические свойства готового герметика.
«Хуйфу Нано» — это китайское высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях, разработке, производстве и применении нанопорошковых материалов. Компания на протяжении многих лет углубленно занимается областью газофазного диоксида кремния и постоянно разрабатывает порошковые продукты по индивидуальным заказам для таких отраслей, как производство силиконов, лакокрасочных материалов и композитных материалов. HB-1300 — ключевой продукт компании «Хуйфу Нано», предназначенный для рынка силиконовых герметиков. Опираясь на собственные технологии газофазного синтеза и модификации поверхности, компания точно регулирует функциональные группы на поверхности наночастиц, преодолевая ограничения традиционных наполнителей и предоставляя производителям силиконовых герметиков более гибкие возможности для разработки рецептур. Компания придерживается подхода, при котором итерации продуктов определяются потребностями применения. Проводя системные исследования — от микроструктуры порошков до технологических процессов последующих этапов производства — она предлагает решения для локализации производства, направленные на снижение затрат и повышение эффективности в отечественной цепочке создания органических силиконовых материалов, способствует высококачественному развитию отечественной отрасли новых органических силиконовых материалов и содействует замещению импортных нанопорошковых материалов в всё большем числе областей применения.