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      神奇的二氧化硅,在14 個領域顯身手

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      神奇的二氧化硅,在14 個領域顯身手

      發布日期:2021-02-25 00:00 來源:http://www.c1650.com 點擊:

      神奇的二氧化硅,在14個領域顯身手

      來源:全球有機硅網     文章來源:中國粉體網 作者:山川

      二氧化硅是極其重要的無機新材料之一,尤其是納米級的二氧化硅由于其粒徑很小,因此比表面積大,表面吸附力強,表面能大,化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能,以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性,在眾多學科及領域內獨具特性,有著不可取代的作用。下面我們就來盤點一下納米二氧化硅能夠在哪些領域大顯身手。

      (圖片來源于網絡)

      一、在橡膠行業中的應用

      橡膠是一種伸縮性優異的彈性體,但其綜合性能并不令人滿意,生產橡膠制品過程中通常需在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性,但由于炭黑的加入使得制品均為黑色,且檔次不高。而二氧化硅在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的新一代橡膠制品奠定了物質基礎。在普通橡膠中添加少量二氧化硅后,產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過高檔橡膠制品,而且可以保持顏色長久不變。

      在橡膠行業中,二氧化硅通常應用于硫化硅橡膠、醫用橡膠制品、輪胎、膠管、膠帶及生活用品中(膠鞋、電器及文體用品)。

      二、在塑料行業中的應用

      在熱塑性塑料中,氣相法二氧化硅可以提高塑料的韌性,它被添加到塑料中后,可以在不削弱材料剛性的前提下提高材料的韌性,甚至還能提高材料的剛性。

      在熱固性塑料中,如在環氧樹脂中添加氣相二氧化硅可明顯改善其脆性,可以克服彈性體增韌而致的材料剛性和強度降低的缺陷,達到增強增韌的目的。

      在塑料中,二氧化硅還可以作為阻燃劑使用。由于氣相二氧化硅通過在凝聚相的物理過程提高了炭硅層的強度,使之能夠阻止燃燒中熱量和物質的傳遞。

      三、在涂料中的應用

      在光固化涂料中,將納米二氧化硅填充到紫外光固化涂料中,使涂料固化后的硬度有顯著提高,耐熱性也有所改善。同時可提紫外光固化涂膜的固化速度、涂膜硬度、附著力和低溫下的熱穩定性。

      (圖片來源于網絡)

      在建筑涂料中,二氧化硅能有效降低涂料因紫外線和紅外光照射造成的色差值,提高外墻涂料的抗老化性。還可以明顯增強涂料的硬度、附著力、耐候性能,提高涂料的黏度和防沉能力,增強涂料的穩定性。

      在噴墨打印紙涂料中,在顏料中加人納米二氧化硅的話,可以制作性能良好的數碼彩色噴墨打印紙專用涂料,不僅能夠使涂料的載度適中,并且能夠有效解決甲醛的問題,打印效果良好,材料易得,可以說經濟又實用。

      此外,在塑料、金屬涂料中加入二氧化硅,能夠明顯的提高材料的性能。

      四、在陶瓷領域中的應用

      首先,二氧化硅是石英陶瓷的主要成分。其次,作為添加劑,它還可以有效的增強陶瓷性能。如:用二氧化硅代替納米Al 2 O 3 添加到95瓷里,既可以起到納米顆粒的作用,同時它又是第二相的顆粒,不但提高陶瓷材料的強度、韌性,而且提高了材料的硬度和彈性模量等性能,其效果比添加Al 2 O 3 更理想。

      利用二氧化硅來復合陶瓷基片,不但提高了基片的致密性、韌性和光潔度,而且燒結溫度大幅降低。此外,二氧化硅在陶瓷過濾網、剛玉球等陶瓷產品中應用效果也十分顯著。

      五、在藥物載體領域和催化領域的應用

      納米二氧化硅具有生理惰性、高吸附性,在殺菌劑的制備中常用作載體。當納米二氧化硅作載體時(UG-S07AG),可吸附抗菌離子達到抗菌的目的??捎糜诒渫鈿?、電腦鍵盤等的制造。納米二氧化硅比表面積大、孔隙率高、表面活性中心多,在催化劑和催化劑載體方面有潛在的應用價值。以納米二氧化硅為基本原料,采用溶膠-凝膠技術,可制備含納米二氧化硅的復合氧化物。此復合氧化物為催化劑載體時,對于許多結構敏感反應,將顯示出獨特的反應性能。反應的催化活性高,選擇性好,反應中能長時間保持催化活性。

      六、在電子封裝中的應用

      電子封裝的三大主材料是基板材料、塑封料、引線框架及焊料。塑封料中,環氧塑封料(EMC)是國內外集成電路封裝的主流,在EMC中,二氧化硅微粉含量占60%~90%。在電子封裝中,主要要求集成電路封裝后高耐潮、低應力、低α射線,耐浸焊和回流焊,塑封工藝性能好。針對這幾個要求,環氧塑封料必須在樹脂基體里摻雜無機填料,現用的無機填料基本上都是硅微粉,具有降低塑封料的熱膨脹系數,增加熱導,降低介電常數,環保、阻燃,減小內應力,防止吸潮,增加塑封料強度,降低封裝料成本等作用。

      (圖片來源于網絡)

      七、在密封膠、粘結劑中的應用

      密封膠、粘結劑是量大、面廣、使用范圍寬的重要產品。它要求產品粘度、流動性、固化速度達最佳條件。我國在這個領域的產品比較落后,高檔的密封膠和粘結劑都依賴進口。國外在這個領域的產品已經采用納米材料作改性劑,而二氧化硅是首選材料,它主要是在二氧化硅表面包敷一層有機材料,使之具有憎水性,將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構,即二氧化硅小顆粒形成網絡結構抑制膠體流動,加快固化速度,提高粘結效果,由于二氧化硅顆粒尺小從而也增加了產品的密封性和防滲性。

      八、在玻璃鋼制品中的應用

      玻璃鋼制品雖然有輕質、高強、耐腐蝕等優點,但其本身硬度較低、耐磨性較差。有關專家通過超聲分散方法將二氧化硅添加到膠衣樹脂中,與未加二氧化硅的膠衣做性能對比實驗,發現其莫氏硬度由原來的2.2級(相當于石膏的硬度)提高到2.8~2.9級(3級是天然大理石硬度),耐磨性提高1~2倍,因納米顆粒與有機高分子產生接枝和鍵合作用,使材料韌性增加,故抗拉強度和抗沖擊強度提高1倍以上,耐熱性能也大幅提高。

      九、在化妝品中的應用

      在防曬產品中以往多使用有機化合物為紫外線吸收劑,但是存在諸如為了盡可能保護皮膚不接觸紫外線而提高添加量之后,會增加發生皮膚癌以及產生化學性過敏等問題,而二氧化硅為無機成分,易于與化妝品其它組分配伍,無毒、無味,不存在上述問題,且自身為白色,可以簡單地加以著色,尤其可貴的是二氧化硅反射紫外能力強、穩定性好,被紫外線照射后不分解,不變色,也不會與配方中其它組分起化學反應。二氧化硅的這些突出特點為防曬化妝品的升級換代奠定了良好的基礎。

      十、在光學領域的應用

      高壓鈉燈以及各種用于拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明,但是燈絲被加熱后69%的能量轉化為紅外線,這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉,僅有一少部分轉化為光能來照明,同時,燈管發熱也會影響燈具的壽命,如何提高發光效率,增加照明度一直是急待解決的關鍵問題。80年代以來,科研技術人員用二氧化硅和納米二氧化鈦微粒制成了多層干涉膜,總厚度為微米級,襯在燈泡罩的內壁,結果不但透光率好,而且有很強的紅外線反射能力。據專家測算同種燈光亮度下,該種燈具與傳統的鹵素燈相比,可節約15%的電能。

      十一、在紡織領域中的應用

      隨著科學技術的發展和人類生活水平的提高,人們對服裝提出了舒適、新穎保健的要求,各種功能化的紡織品應運而生。在此,納米二氧化硅發揮了巨大的作用。目前,人們已將其應用到防紫外、遠紅抗菌消臭、抗老化等方面。納米材料添加的纖維還有一重要特性,就是對人體紅外線有很強的吸收作用,這就可以增加保暖作用,減輕衣服的重量,用添加紅外吸收納米材料粉的纖維做成的衣服,其重量可減輕30%左右。

      十二、農業及食品領域的應用

      近年來,發達國家開發了納米二氧化硅的一些新應用領域。如在農業中,利用納米二氧化硅作為農業種子處理劑,可使蔬菜(甘藍、西紅柿、黃、棉花、玉米、小麥等)提髙產量,提前成熟。如納米二氧化硅可應用于除草劑和殺蟲劑中,若在粒狀的殺蟲刺配方中,加入少量納米二氧化硅會有效地控制和防止有害物產生。在食品行業中,納米氧化硅也有許多應用,比如添加了納米二氧化硅的食品包裝袋,對水果、蔬菜起到保鮮作用;應用納米氧化硅于酒類生產中可起到凈化和延長保鮮期的作用;還可作防治水果、菜各種疾病的髙效殺菌劑。

      十三、在潤滑領域的應用

      二氧化硅還可以作為潤滑劑,是一種優良的流動促進劑,主要作為潤滑劑、抗黏劑、助流劑。特別適宜油類、浸膏類藥物的制粒,制成的顆粒具有很好的流動性和可壓性。還可以在直接壓片中用作助流劑。作為崩解劑可大大改善顆粒流動性,提高松密度,使制得的片劑硬度增加,縮短崩解時限,提高藥物溶出速度。顆粒劑制造中可作內干燥劑,以增強藥物的穩定性。還可以作助濾劑、澄清劑、消泡劑以及液體制劑的助懸劑、增稠劑。

      十四、在造紙中的應用

      在造紙行業,氣相二氧化硅產品可以用作紙張上膠劑,可以提高紙張的白度和不透明度,可以改進耐油性、耐磨性、手感性、印刷性、光澤性。而且還可以用于曬圖紙,可以使紙張表面質量好、油墨穩定、背面無裂縫,并且可用于疊氮紙中,生產出優異藍圖紙,可用于銅板紙中代替鈦白。

      加入1-2%的氣相二氧化硅產品,可以減輕紙的重量,而且紙薄,能夠提高強度,防止油墨滲透,還能夠使印刷文字清晰,增加不透明度。


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