Effect van deeltjesgrootte van neerslagkiezel op eigenschappen van rubberproducten
De reden waarom versterkingsmiddel de hardheid en mechanische sterkte van rubberproducten kan verbeteren, is dat het oppervlak van versterkingsmiddeldeeltjes contact maakt met rubberen macromoleculen om fysische adsorptie te produceren, terwijl het actieve oppervlak van versterkingsmiddeldeeltjes en rubbermoleculaire ketens gecombineerd worden om vaste chemische bindingen te vormen om "gebonden rubber" te vormen, dat zowel fysische als chemische effecten heeft.
Siliciumdeeltjes bereid volgens de precipitatiemethode bevatten vele soorten silanolgroepen. Infraroodspectra laten zien dat er drie soorten hydroxylgroepen op het oppervlak van silica zijn: silica, geïsoleerde lichtgroep en waterstofbinding. De Si-O-binding in het centrum van de moleculaire structuur van silica heeft polariteit en sterk bindend vermogen, waardoor silicadeeltjes een hoge oppervlakteactiviteit hebben en kunnen interageren met rubbermoleculen. Tijdens het raffineren van rubber breken de rubberalkylgroepen van macromolecule vrij en vormen een wisselwerking met de oppervlaktelaag van siliciumoxide om OH te vormen. Bovendien resulteren de amorfe vorm van silicadeeltjes en de ongeordende kristallisatie in de vorming van een elektrostatisch veld op de oppervlaktelaag, die de onverzadigde dubbele bindingen van rubberpolymeren induceert en de combinatie van de twee bevordert.
Nu willen we het effect van deeltjesgrootte op eigenschappen van rubberproducten bespreken.
De deeltjesgrootte van neergeslagen silica kan worden verdeeld in oorspronkelijke deeltjesgrootte en deeltjesgrootte van de secundaire structuur. Over het algemeen wordt de secundaire structuur van silica verbroken tijdens het mengen van rubber, dus de primaire deeltjesgrootte is de belangrijkste factor die de eigenschappen van rubbermengsels beïnvloedt. De oorspronkelijke deeltjesgrootte van neergeslagen silica is 8-110 nm. Fijne deeltjesgrootte maakt het dispergeerbaar en heeft een groot effectief contactoppervlak met rubber, wat duidelijk gunstig is voor rubberversterking.
Vanuit het mechanisme van rubberversterking is de hoeveelheid OH op het oppervlak van silica direct gerelateerd aan het versterkende effect. De Amerikaanse scheikundige RK ILer vatte de volgende regels samen in zijn onderzoek naar de relatie tussen de grootte van primaire deeltjes en het hydroxylgetal van hydrogels, waaruit de invloed van de deeltjesgrootte van siliciumoxide op de sterkte van de rubberverbinding bleek. De kleinere d, hoe actiever groepen, hoe sterker de interactie tussen deeltjes en rubber, en hoe groter de sterkte.