Çöken kremniýiň dürli häsiýetleriniň rezin aşynma garşylygyna täsiri

Çöken kremniýrezin senagatynda möhüm güýçlendiriji doldurgyçdyr. Onuň dürli häsiýetleri rezin matrisasy, dispersiýasy we rezin mehaniki häsiýetleri bilen serhet özara täsirine täsir etmek arkaly rezin aşynma garşylygyna gytaklaýyn ýa-da gönüden-göni täsir edýär. Aşakda, esasy häsiýetlerden başlap, olaryň rezin aşynma garşylygyna täsir ediş mehanizmlerini jikme-jik seljerýäris:

1. Aýratyn ýerüsti meýdan (BET)

Kremniýiň iň esasy häsiýetleriniň biri bolan onuň rezin we berkidiji ukyby bilen kontakt meýdanyny gönüden-göni görkezýär we aşynma garşylygyna düýpli täsir edýär.

(1) Oňyn täsir: Belli bir aralykda, aýratyn ýüz meýdanynyň artmagy (meselem, 100 m²/g-den 200 m²/g-e çenli) kremniý bilen rezin matrisasynyň arasyndaky serhet aralyk kontakt meýdanyny artdyrýar. Bu bolsa, "ýapyşdyryş täsiri" arkaly serhet aralyk baglanyş güýjüni ýokarlandyryp, rezinanyň deformasiýa we güýçlendirme täsirine garşylygyny gowulandyryp biler. Bu nokada rezinanyň gatylygy, dartgynlylyk güýji we ýyrtylma güýji artýar. Aşynma wagtynda, ýerli stres sebäpli materialyň aýrylmagyna az sezewar bolýar we aşynma garşylygynyň ep-esli gowulaşmagyna getirýär.

(2) Negatiw täsir: Eger aýratyn ýüz meýdany gaty uly bolsa (meselem, 250 m²/g-den ýokary), wan der Waals güýçleri we kremniý bölejikleriniň arasyndaky wodorod baglanyşygy güýçlenýär, bu bolsa aňsatlyk bilen aglomerasiýa sebäp bolýar (esasanam ýüzi işlenilmedik ýagdaýynda) we dispersiýalygyň keskin peselmegine getirýär. Aglomeratlar rezin içinde "stress konsentrasiýa nokatlaryny" emele getirýär. Aşynma wagtynda, aglomeratlaryň töwereginde döwülme has köp bolýar, tersine, aşynma garşylygyny peseldýär.

Netije: Optimal aşynma garşylygyny üpjün edýän, dispersiýa we güýçlendirme täsiri deňleşdirilen optimal ýüz meýdany aralygy bar (adatça 150-220 m²/g, rezin görnüşine görä üýtgeýär).

2. Bölejikleriň ölçegi we ölçeg paýlanyşy

Kremniýiň esasy bölejikleriniň ululygy (ýa-da agregat ululygy) we paýlanyşy dispersiýanyň deňligine we ýüzara özara täsirine täsir etmek arkaly aşynma garşylygyna gytaklaýyn täsir edýär.

(1) Bölejikleriň ölçegi: Kiçi bölejikleriň ölçegleri (adatça belli bir ýüz meýdany bilen oňyn baglanyşykly) has uly belli bir ýüz meýdanlaryna we has güýçli güýçlendiriji täsirlere laýyk gelýär (ýokardaky ýaly). Şeýle-de bolsa, aşa kiçi bölejikleriň ölçegleri (meselem, esasy bölejikleriň ölçegi < 10 nm) bölejikleriň arasyndaky aglomerasiýa energiýasyny ep-esli artdyrýar we dispersiýanyň kynçylygyny ep-esli ýokarlandyrýar. Bu bolsa ýerli kemçiliklere getirýär we aşynma garşylygyny peseldýär.

(2) Bölejikleriň ölçegleriniň paýlanyşy: Dar bölejikleriň ölçegleriniň paýlanyşy bolan kremniý rezinde has deň derejede ýaýraýar we uly bölejikleriň (ýa-da aglomeratlaryň) emele getirýän "ejiz nokatlaryndan" gaça durýar. Eger paýlanyş gaty giň bolsa (meselem, 10 nm we 100 nm-den ýokary bölejikleri öz içine alýan bolsa), uly bölejikler aşynma başlangyç nokatlaryna öwrülýär (has gowysy aşynma wagtynda aşynýar), bu bolsa aşynma garşylygynyň peselmegine getirýär.

Netije: Kiçi bölejik ölçegli (optimal aýratyn ýüz meýdanyna laýyk gelýän) we dar paýlanyşly kremniý aşynma garşylygyny ýokarlandyrmak üçin has peýdalydyr.

3. Gurluşy (DBP-niň siňdiriş bahasy)

Gurluş kremniý agregatlarynyň şahalanan çylşyrymlylygyny görkezýär (DBP siňdiriş gymmaty bilen häsiýetlendirilýär; ýokary gymmat ýokary gurluşy görkezýär). Ol rezinanyň tor gurluşyna we deformasiýa garşylygyna täsir edýär.

(1) Oňyn täsir: Ýokary gurluşly kremniý üç ölçegli şahalanan agregatlary emele getirýär we rezin içinde has dykyz "skelet toruny" döredýär. Bu rezinanyň elastikligini we basyş ulgamyna garşylygyny ýokarlandyrýar. Aşynma wagtynda bu tor daşarky täsir güýçlerini buferleşdirip, gaýtalanýan deformasiýanyň döreden ýadawlyk aşynmasyny azaldyp, şeýlelik bilen aşynma garşylygyny ýokarlandyrýar.

(2) Negatiw täsir: Aşa ýokary gurluş (DBP siňdirilişi > 300 ml/100g) kremniý agregatlarynyň arasynda aňsatlyk bilen çatlaşmaga sebäp bolýar. Bu bolsa rezin garyşdyrylanda Muni ýapyşyklygynyň keskin ýokarlanmagyna, işlenişiň akymlylygynyň pes bolmagyna we deň däl dispersiýa getirýär. Ýerli derejede aşa dykyz gurluşly ýerlerde stres konsentrasiýasy sebäpli çalt aşynma ýüze çykar, tersine, aşynma garşylygy peselýär.

Netije: Orta gurluş (DBP siňdirilişi 200-250 ml/100g) gaýtadan işlenilmegi we aşynma garşylygyny deňleşdirmek üçin has amatlydyr.

4. Ýerüsti gidroksil mukdary (Si-OH)

Kwartsyň ýüzündäki silanol toparlary (Si-OH) onuň rezin bilen utgaşyklylygyna täsir etmekde möhüm ähmiýete eýedir we serhet baglanyş güýji arkaly aşynma garşylygyna gytaklaýyn täsir edýär.

(1) Gaýtadan işlenmedik: Gidroksil mukdarynyň aşa ýokary bolmagy (> 5 topar/nm²) wodorod baglanyşygy arkaly bölejikleriň arasynda gaty aglomerasiýa aňsatlyk bilen getirýär we bu bolsa ýaramaz dispersiýa getirýär. Şol bir wagtyň özünde, gidroksil toparlarynyň rezin molekulalary bilen (köplenç polýar däl) gowşak utgaşyklylygy bar, bu bolsa gowşak serhet baglanyşygyna getirýär. Aşynma wagtynda kremniý dioksidi rezinden aýrylmaga meýilli bolýar we aşynma garşylygyny peseldýär.

(2) Silan birleşdiriji agent bilen işlenilýär: birleşdiriji agentler (meselem, Si69) gidroksil toparlary bilen reaksiýa girip, bölejikleriň arasyndaky aglomerasiýany azaldýar we rezin bilen utgaşykly toparlary (meselem, merkapto toparlary) girizýär, bu bolsa ýüzara baglanyş güýjüni ýokarlandyrýar. Bu noktada, kremniý bilen rezin arasynda "himiki berkitme" emele gelýär. Stress geçişi birmeňzeş bolýar we ýüzara gaplanyş aşynma wagtynda az bolýar, bu bolsa aşynma garşylygyny ep-esli ýokarlandyrýar.

Netije: Gidroksil mukdary ortaça bolmaly (3-5 topar/nm²) we serhet baglanyşygyny iň ýokary derejä çykarmak we aşynma garşylygyny ýokarlandyrmak üçin silan birleşdiriji agent bilen işlenilmeli.

5.pH bahasy

Kremniýiň pH derejesi (adatça 6.0-8.0) rezin wulkanizasiýa ulgamyna täsir edip, esasan aşynma garşylygyna gytaklaýyn täsir edýär.

(1) Aşa kislotaly (pH < 6.0): Wulkanizasiýa tizleşdirijileriniň işjeňligini basyp ýatyrýar, wulkanizasiýa tizligini gijikdirýär we hatda doly däl wulkanizasiýa we rezinada ýeterlik bolmadyk özara baglanyşyk dykyzlygyna getirip biler. Pes özara baglanyşyk dykyzlygy bolan rezin mehaniki häsiýetleri peseldýär (meselem, dartgynlyk güýji, gatylyk). Aşynma wagtynda plastik deformasiýa we material ýitgisine sezewar bolýar, bu bolsa aşynma garşylygynyň pes bolmagyna getirýär.

(2) Aşa köp alkali (pH > 8.0): Wulkanizasiýany çaltlaşdyryp biler (esasanam tiazol tizlendirijileri üçin), başlangyç wulkanizasiýany aşa çaltlaşdyryp we deň däl özara baglanyşyga (ýerli özara baglanyşyga ýa-da özara baglanyşyga ýetmezçilik) sebäp bolup biler. Aşa köp özara baglanyşan ýerler döwülýär, özara baglanyşyga ýetmezçilikan ýerleriň berkligi pes bolýar; ikisi hem aşynma garşylygyny peselder.

Netije: Neýtraldan biraz kislotalylyga çenli (pH 5.0-7.0) birmeňzeş wulkanizasiýa üçin has amatlydyr, rezin mehaniki häsiýetlerini üpjün edýär we aşynma garşylygyny ýokarlandyrýar.

6.Hapaçylyk mazmuny

Kremniý dioksidindäki garyndylar (Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ ýaly metal ionlary ýa-da reaksiýa girmedik duzlar) rezin gurluşyna zyýan ýetirmek ýa-da wulkanizasiýa päsgel bermek arkaly aşynma garşylygyny azaldyp biler.

(1) Metall ionlary: Fe³⁺ ýaly geçiş metal ionlary rezin oksidleşdiriji garramagy katalizläp, rezin molekulýar zynjyrynyň bölünmegini çaltlaşdyrýar. Bu bolsa wagtyň geçmegi bilen materialyň mehaniki häsiýetleriniň pese gaçmagyna getirýär we aşynma garşylygyny peseldýär. Ca²⁺, Mg²⁺ rezindäki wulkanizasiýa agentleri bilen reaksiýa girip, wulkanizasiýa päsgel berip we özara baglanyşyk dykyzlygyny peseldip biler.

(2) Eriýän duzlar: Garyndy duzlarynyň (meselem, Na₂SO₄) aşa köp mukdary kremniýiň gigroskopikligini ýokarlandyrýar we rezin işlenilende köpürjikleriň emele gelmegine getirýär. Bu köpürjikler içki kemçilikleri döredýär; aşynma wagtynda, bu kemçilik ýerlerinde döwülme başlaýar we aşynma garşylygyny peseldýär.

Netije: Rezinanyň işine ýaramaz täsirleri azaltmak üçin garyndylaryň mukdary berk gözegçilikde saklanmalydyr (meselem, Fe³⁺ < 1000 ppm).

Gysgaça aýdylanda, täsiriçökündi kremniýRezin aşynma garşylygy köp häsiýetleriň sinergetik täsirinden gelip çykýar: Ölçegli ýüz meýdany we bölejikleriň ululygy esasy güýçlendiriji ukyby kesgitleýär; gurluş rezin torunyň durnuklylygyna täsir edýär; ýüz gidroksil toparlary we pH serhet baglanyşygyny we wulkanizasiýa deňligini kadalaşdyrýar; garyndylar bolsa gurluşa zyýan ýetirmek arkaly iş görkezijilerini peseldýär. Amaly ulanylyşlarda häsiýetleriň utgaşmasy rezin görnüşine görä optimizirlenmelidir (meselem, teker protektory, germetik). Mysal üçin, protektor birleşmeleri, adatça, ýokary ölçegli ýüz meýdany, orta gurluşly, pes garyndylarly we aşynma garşylygyny ýokarlandyrmak üçin silan birleşdiriji agent bilen işlenilen kremniýi saýlaýar.