Aplicaciones de la sílice pirógena hidrófoba Sílice pirógena
1. Materiales de embalaje electrónico
El dispositivo electroluminiscente orgánico (OELD) es un nuevo tipo de dispositivo de pantalla plana que tiene un voltaje de encendido y de conducción bajo y puede funcionar con CC. voltaje y se puede utilizar con coincidencia LSI, fácil de lograr a todo color, alto brillo luminoso (> 105 cd/m2), pero la vida útil de los dispositivos OELD no puede cumplir con los requisitos de la aplicación. Una de las dificultades técnicas que deben resolverse es la. Materiales de embalaje y procesos de los dispositivos. En la actualidad, la resina epoxi modificada con silicona se utiliza mucho en el extranjero (Japón, Estados Unidos, Europa, etc.). ), es decir, a través de * * * mezcla, ** polimerización o reacción de injerto entre los dos, no solo puede reducir la tensión interna de la resina epoxi, sino también formar endurecimiento intramolecular, mejorar la resistencia a altas temperaturas y también mejorar la silicona Tiene excelentes propiedades impermeables, resistentes al aceite y al oxígeno, pero requiere un tiempo de curado más prolongado (varias horas a días), por lo que la reacción de curado debe acelerarse. Es necesario utilizar agentes de curado a temperaturas más altas (por encima de 60 °C a 100 °C) o aumentar la dosis, lo que no solo aumenta el costo, sino que también dificulta cumplir con los requisitos de los materiales de embalaje en grandes líneas de producción de dispositivos ( envasado de corta duración a temperatura ambiente). La sílice pirógena activada en la superficie está completamente dispersa en la matriz del sellador de resina epoxi modificada con silicona, lo que puede acortar en gran medida el tiempo de curado del material encapsulante (2,0-2,5 h) y la temperatura de curado se puede reducir a temperatura ambiente. mejorando así significativamente el El rendimiento de sellado de los dispositivos OELD extiende la vida útil de los dispositivos OELD.
2. Materiales compuestos de resina
Los materiales compuestos a base de resina tienen las características de peso ligero, alta resistencia y resistencia a la corrosión. Sin embargo, en los últimos años, la industria de materiales y las industrias pilares de la economía nacional tienen requisitos de rendimiento cada vez más altos para los materiales compuestos a base de resina. Cómo sintetizar materiales compuestos a base de resina de alto rendimiento se ha convertido en un tema importante en los círculos comerciales y de materiales. La aparición de la sílice pirógena brinda nuevas oportunidades para la síntesis de materiales compuestos a base de resina y también brinda nuevas formas para la modificación de materiales tradicionales a base de resina. Siempre que las partículas de sílice pirógena puedan dispersarse total y uniformemente en el material de resina, se puede lograr el propósito de mejorar integralmente las propiedades del material a base de resina.
1. Mejora la fuerza y el alargamiento. La resina epoxi es un material de resina básico. Agregar sílice pirógena a la resina epoxi es completamente diferente a agregar sílice de partículas gruesas (sílice, etc.) a los compuestos a base de resina epoxi. ) en estructura. La sílice de grano grueso se añade generalmente como agente reforzante y se distribuye principalmente en las cadenas de materiales poliméricos. Sin embargo, la sílice pirógena exhibe una fuerte actividad debido a su grave deficiencia de coordinación superficial, su enorme área de superficie específica y su deficiencia de oxígeno en la superficie. Se combina fácilmente con el oxígeno de las moléculas del anillo epoxi para mejorar la fuerza de unión entre las moléculas. Al mismo tiempo, algunas partículas de sílice ahumada todavía están distribuidas en los espacios de las cadenas de polímero, mostrando ondulaciones más altas en comparación con las partículas de sílice de grano grueso, mejorando así en gran medida la resistencia del material de resina epoxi con sílice ahumada, tenacidad y ductilidad añadidas. .
2. Mejorar la resistencia al desgaste y la suavidad de la superficie del material. Las partículas de sílice pirógena son entre 100 y 1000 veces más pequeñas que las de sílice. Agregarlo a la resina epoxi facilita el trefilado. Debido a la alta fluidez y al efecto de tamaño pequeño de la sílice pirógena, la superficie del material es más densa y limpia, y el coeficiente de fricción es menor. La alta resistencia de las nanopartículas también mejora en gran medida la resistencia al desgaste del material.
3. Rendimiento antienvejecimiento. Una debilidad fatal de los materiales compuestos a base de resina epoxi durante su uso es su deficiente rendimiento antienvejecimiento. Esto se debe principalmente a los efectos de onda media y larga de los rayos ultravioleta en la banda de radiación solar de 280 a 400 nm, que tienen un efecto muy fuerte. Daños graves a los materiales compuestos a base de resina. Como resultado, la degradación de las cadenas de polímeros conduce a un rápido envejecimiento de los compuestos a base de resina.
La sílice pirógena puede reflejar fuertemente los rayos ultravioleta. Agregarla a la resina epoxi puede reducir en gran medida la degradación de la resina epoxi por los rayos ultravioleta, retrasando así el envejecimiento del material.
En tercer lugar, los plásticos
El uso de sílice pirógena con transmitancia de luz y tamaño de partículas pequeño puede hacer que los plásticos sean más densos. Después de agregar sílice a la película plástica de poliestireno, no solo se mejoran la transparencia, la resistencia y la tenacidad, sino que también se mejoran significativamente el rendimiento a prueba de agua y la resistencia al envejecimiento. Las puertas y ventanas de acero plástico producidas añadiendo una pequeña cantidad de sílice pirógena al PVC plástico ordinario han mejorado enormemente su dureza, suavidad y resistencia al envejecimiento. El plástico común de polipropileno se modifica con sílice pirógena. Los principales indicadores técnicos (absorción de agua, resistencia de aislamiento, deformación residual por compresión, resistencia a la flexión, etc.) cumplen o superan los indicadores de rendimiento del nailon plástico de ingeniería 6. Reemplazar el nailon 6 con accesorios ferroviarios de polipropileno reduce en gran medida los costos del producto y tiene importantes beneficios económicos y sociales.
Cuarto, pintura
Mi país es un país grande en la producción y consumo de pinturas. Sin embargo, las pinturas nacionales actualmente tienen deficiencias de rendimiento, como mala estabilidad de la suspensión, mala tixotropía y mal tiempo. Resistencia y mala resistencia al lavado, lo que resulta en la necesidad de importar una gran cantidad de pintura de alta calidad cada año. Algunos fabricantes de recubrimientos en Shanghai, Beijing, Hangzhou, Ningbo y otros lugares se han atrevido a innovar e implementaron con éxito la aplicación de sílice pirógena en recubrimientos. Este tipo de recubrimiento nanomodificado ha cambiado las deficiencias de los productos anteriores. Además del contraste, los principales indicadores de rendimiento han mejorado enormemente. Por ejemplo, la lavabilidad de la pintura para paredes exteriores se ha incrementado de más de 1.000 veces a más de 10.000 veces. El tiempo de envejecimiento de la erosión artificial acelerada y la exposición a la radiación artificial aumentó de 250 horas (1 tiza, 2 decoloración) a 600 horas (sin tiza, sin decoloración de la película de pintura, valor de diferencia de color 4,8). Además, la fuerza de unión entre la película de pintura y la pared mejora considerablemente, la dureza de la película de pintura aumenta significativamente y también mejora la capacidad de autolimpieza de la superficie.
Verbo (abreviatura de verbo) caucho
El caucho es un elastómero con una excelente elasticidad, pero su rendimiento general no es satisfactorio. En el proceso de producción de productos de caucho, generalmente es necesario agregar negro de humo al compuesto de caucho para mejorar su resistencia, resistencia al desgaste y resistencia al envejecimiento. Sin embargo, debido a la adición de negro de carbón, el producto es completamente negro y el grado no es alto. La llegada de la sílice pirógena de China ha sentado las bases materiales para la producción de una nueva generación de productos de caucho con colores novedosos y excelente rendimiento. Después de agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena al caucho común, la resistencia, la resistencia al desgaste y la resistencia al envejecimiento del producto alcanzan o superan las de los productos de caucho de alta gama, y el color puede permanecer sin cambios durante mucho tiempo. La resistencia al desgaste, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y la resistencia al envejecimiento de la membrana impermeabilizante de EPDM coloreada nanomodificada mejoran significativamente, el color es brillante y el efecto de retención del color es excelente. También se han producido algunos avances en el desarrollo de neumáticos de colores. Por ejemplo, el rendimiento de flexión del caucho de las paredes laterales ha aumentado de 654,38 millones de veces a más de 500.000 veces, y se espera que los neumáticos para automóviles y motocicletas de producción nacional sean coloreados en un futuro próximo.
6.Pigmentos (tintes)
Aunque los pigmentos orgánicos (tintes) tienen colores brillantes y un fuerte poder colorante, tienen poca resistencia a la luz, al calor, a los disolventes y a la migración. Generalmente inferior a los pigmentos inorgánicos en otros aspectos. La modificación de la superficie de los pigmentos orgánicos (tintes) mediante la adición de sílice pirógena no solo mejora en gran medida las propiedades antienvejecimiento de los pigmentos (tintes), sino que también mejora el brillo, el tono, la saturación y otros indicadores hasta cierto punto. El rendimiento es comparable al de los productos importados de alta gama, lo que amplía enormemente el grado y el alcance de aplicación de los pigmentos orgánicos (tintes).
7. Cerámica
Añadir sílice pirógena en lugar de alúmina pirógena a la porcelana 95 no solo puede funcionar como nanopartículas, sino que también actúa como partículas de segunda fase, lo que no solo mejora la resistencia y La tenacidad de los materiales cerámicos también aumenta la dureza y el módulo elástico del material, y el efecto es más ideal que agregar A1203. El uso de un sustrato cerámico compuesto de sílice pirógena no solo mejora la densidad, tenacidad y planitud del sustrato, sino que también reduce en gran medida la temperatura de sinterización. Además, el efecto de aplicación de sílice pirógena en filtros cerámicos, bolas de corindón y otros productos cerámicos también es muy significativo.
8. Selladores y adhesivos
Los selladores y adhesivos son productos importantes con grandes cantidades, muchos tipos y amplios rangos de aplicación. Requiere que la viscosidad, fluidez y velocidad de solidificación del producto sean óptimas. Los productos de China en esta área están relativamente atrasados y los selladores y adhesivos de alta gama dependen de las importaciones. Los productos extranjeros en esta área han utilizado nanomateriales como modificadores y la sílice pirogénica es la primera opción. Cubre principalmente la superficie de la sílice pirógena con una capa de materia orgánica para hacerla hidrófoba.
Cuando se agrega al sellador, se forma rápidamente una estructura de sílice, es decir, pequeñas partículas de sílice ahumada forman una estructura de red, que inhibe el flujo de coloide, acelera la velocidad de curado y mejora el efecto de unión. Debido al pequeño tamaño de partícula de la sílice pirógena, también se mejora el sellado y la impermeabilidad del producto.
9. Productos FRP
Aunque los productos FRP tienen las ventajas de peso ligero, alta resistencia, resistencia a la corrosión, etc., tienen baja dureza y poca resistencia al desgaste. Los expertos pertinentes agregaron sílice pirógena a la resina gelcoat mediante el método de dispersión ultrasónica. En comparación con el gelcoat sin agregar sílice pirógena, encontraron que su dureza Mohs aumentó de 2,2 (equivalente a la dureza del yeso) a 2,8~2,9 (tres veces). El grado es la dureza del mármol natural), y la resistencia al desgaste aumenta de 1 a 2 veces. La tenacidad del material aumenta debido al injerto y la unión entre nanopartículas y polímeros orgánicos.
X. Portador de drogas
Con el rápido crecimiento de los residuos domésticos urbanos y la cada vez más grave contaminación ambiental, urge incrementar los esfuerzos para eliminar las "cuatro plagas" y prevenir su propagación. enfermedades. Rociar cal sobre los troncos de los árboles y productos químicos en los botes de basura tiene poco efecto. Actualmente, los anestésicos del sistema nervioso central ya se utilizan en las grandes ciudades para eliminar mosquitos, moscas, cucarachas y otras plagas. Pero la mayoría de estos pesticidas se importan del extranjero, son caros y tienen un período de validez corto (sólo un mes). El uso de sílice pirógena como vehículo para adsorber dichos pesticidas tiene un buen efecto de liberación sostenida. Se ha determinado que su período de validez después de la fumigación es superior a un año.
XI. Cosméticos
Para los cosméticos, se requiere una fuerte capacidad de protección ultravioleta. Lo mejor es proteger tanto los rayos ultravioleta de onda media (UVB) como los rayos ultravioleta de onda larga (UVA). En esencia, el blindaje UV incluye dos aspectos, uno es la absorción de los rayos UV mencionados anteriormente y el otro es el reflejo de los rayos UV. En la actualidad, no existen informes internacionales sobre el desarrollo de agentes anti-UV desde la perspectiva de las propiedades de reflexión de los rayos UV. En el pasado, los compuestos orgánicos se utilizaban a menudo como absorbentes de rayos UV en los productos de protección solar. Sin embargo, para proteger la piel del daño de los rayos UV tanto como sea posible, pueden surgir algunos problemas como cáncer de piel y alergias químicas después de aumentar la dosis. La sílice pirógena es un ingrediente inorgánico que es fácilmente compatible con otros ingredientes de los cosméticos. No es tóxico, es inodoro y no presenta los problemas anteriores. Además, viene en blanco y se puede colorear fácilmente. Lo que es particularmente valioso es que la sílice pirógena tiene una fuerte capacidad de reflexión ultravioleta y buena estabilidad, y no está sujeta a la radiación ultravioleta. Estas características sobresalientes de la sílice pirógena sientan una buena base para mejorar los cosméticos de protección solar.
Doce. Materiales antibacterianos
Utilizando la enorme superficie específica, la estructura de la superficie porosa, la capacidad de súper adsorción y las propiedades físicas y químicas únicas de la sílice pirógena, los iones funcionales como los iones de plata se diseñan uniformemente en la sílice pirógena en los mesoporos de la superficie. superficie y se logra de manera estable. Hemos desarrollado con éxito un polvo nanoantibacteriano (con un tamaño de partícula de solo unos 70 nm) que es altamente eficiente, duradero, resistente a altas temperaturas y tiene una actividad antibacteriana de amplio espectro. No solo llena el vacío doméstico, sino que también. alcanza o supera a productos japoneses similares. Después de la prueba, cuando la concentración de polvo nanoantibacteriano en agua es solo del 0,315%, se puede demostrar claramente la capacidad antibacteriana contra cepas representativas Gram positivas y cepas representativas Gram negativas, y la zona de inhibición aparece de 2 a 3 mm, y como La concentración de polvo nanoantibacteriano en el agua aumenta, la zona de inhibición aumenta significativamente. Según las mediciones, cuando el contenido de Ag+ en el agua es de 0,01 mg/1, puede matar completamente la E. coli en el agua y no se producirán nuevas bacterias durante 90 días. Se aplica polvo nanoantibacteriano al esmalte para crear una lavadora de tambor con funciones antimoho y antibacterianas, con una tasa antibacteriana de hasta el 99%. Cabe señalar que las condiciones de aplicación del polvo nanoantibacteriano en esmalte son relativamente duras. Debe mantener fuertes propiedades antibacterianas en líquidos altamente alcalinos y a altas temperaturas (alrededor de 900 °C) después de la cocción en porcelana. otros polvos antibacterianos fuera del alcance del cuerpo. Agregue polvo nanoantibacteriano a la pintura para paredes interiores para hacer que la pintura para paredes interiores tenga funciones antibacterianas y antimoho duraderas. El polvo nanoantibacteriano se utiliza en detergentes para ropa interior femenina, detergentes para lana y cachemira, jabón para platos y desinfectantes para manos. Después de pruebas realizadas por el departamento de salud y prevención de epidemias, sus propiedades antibacterianas son muy importantes. Es previsible que a medida que aumente la conciencia de la gente sobre la salud, el público en general acepte gradualmente el polvo nanoantibacteriano en empresas de aplicaciones relacionadas y surja en industrias como facturas, atención médica, materiales químicos de construcción, electrodomésticos, fibras funcionales y productos plásticos. .
Trece. Otros
1. Aplicaciones en el campo óptico Las nanopartículas se utilizan en materiales reflectantes de infrarrojos, principalmente en películas delgadas y películas multicapa. Los materiales de película de nanopartículas tienen buenas perspectivas de aplicación en la industria de las bombillas.
Las lámparas de sodio de alta presión y diversas lámparas de arco de yodo utilizadas para fotografía y vídeo requieren una iluminación intensa, pero el 69% de la energía del filamento se convierte en rayos infrarrojos. Se puede observar que una parte considerable de la energía eléctrica se convierte en calor. energía y se consume, y sólo una pequeña parte se convierte en energía luminosa. Al mismo tiempo, el calor generado por la lámpara también afectará la vida útil de la misma. Cómo mejorar la eficiencia luminosa y aumentar la iluminación siempre ha sido una cuestión clave que debe resolverse. El nacimiento de las nanopartículas proporciona una nueva forma de solucionar este problema. Desde la década de 1980, investigadores y técnicos han utilizado sílice pirógena y partículas de dióxido de titanio a nanoescala para crear películas de interferencia multicapa con un espesor total de micras que recubren las paredes internas de las cubiertas de las bombillas. Por lo tanto, no sólo tiene una buena transmisión de luz, sino que también tiene una fuerte capacidad de reflexión infrarroja. Según cálculos de expertos, este tipo de lámpara puede ahorrar un 15% de electricidad en comparación con las lámparas halógenas tradicionales.
2. El PMMA, un nuevo tipo de aditivo orgánico para vidrio, se utiliza a menudo como material para ventanas de aviones. Cuando los aviones vuelan a gran altura, los materiales de las ventanas son propensos a envejecer debido a los rayos ultravioleta, lo que resulta en una disminución de la transparencia. Para resolver este problema, se agrega sílice pirógena de superficie modificada al proceso de producción de plexiglás aprovechando sus fuertes propiedades de reflexión ultravioleta. El producto producido ha más que duplicado su resistencia a la radiación ultravioleta y ha aumentado su resistencia al impacto en un 80%.