Ảnh hưởng của kích thước hạt của Silica kết tủa đến tính chất của sản phẩm cao su
Lý do tại sao chất gia cố có thể cải thiện độ cứng và độ bền cơ học của sản phẩm cao su là vì bề mặt của các hạt chất gia cố tiếp xúc với các đại phân tử cao su để tạo ra sự hấp phụ vật lý, trong khi bề mặt hoạt động của các hạt chất gia cố và chuỗi phân tử cao su kết hợp với nhau tạo thành liên kết hóa học rắn để tạo thành "cao su ngoại quan", có cả tác dụng vật lý và hóa học.
Các hạt silic được điều chế bằng phương pháp kết tủa có chứa nhiều loại nhóm silanol. Phổ hồng ngoại cho thấy có ba loại nhóm hydroxyl trên bề mặt silica: silica, nhóm ánh sáng bị cô lập và liên kết hydro. Si-O trái phiếu ở trung tâm cấu trúc phân tử của silica có cực và khả năng liên kết mạnh mẽ, mà làm cho các hạt silica có hoạt tính bề mặt cao và có thể tương tác với các phân tử cao su. Trong quá trình lọc cao su, các nhóm alkyl cao su của phá vỡ đại phân tử để tạo thành các gốc tự do và tương tác với các lớp bề mặt của silica để tạo thành OH. Ngoài ra, hình dạng vô định hình của các hạt silica và sự kết tinh bị rối loạn dẫn đến sự hình thành trường tĩnh điện trên lớp bề mặt, tạo ra liên kết đôi không bão hòa của polyme cao su và thúc đẩy sự kết hợp của cả hai.
Bây giờ chúng tôi muốn thảo luận về ảnh hưởng của kích thước hạt đến tính chất của sản phẩm cao su.
Kích thước hạt của silica kết tủa có thể được chia thành kích thước hạt ban đầu và kích thước hạt cấu trúc thứ cấp. Nói chung, cấu trúc thứ cấp của silica được chia trong quá trình trộn cao su, vì vậy kích thước hạt chủ yếu là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến các tính chất của hợp chất cao su. Kích thước hạt ban đầu của silica kết tủa là 8-110nm. Kích thước hạt mịn làm cho nó phân tán và có diện tích tiếp xúc hiệu quả lớn với cao su, điều này rõ ràng có lợi cho việc gia cố cao su.
Từ cơ chế gia cố cao su, lượng OH trên bề mặt silica có liên quan trực tiếp đến hiệu quả gia cố. Nhà hóa học người Mỹ RK ILer đã tóm tắt các quy tắc sau đây trong nghiên cứu về mối quan hệ giữa kích thước của các hạt sơ cấp và số lượng hydrogel hydroxyl, cho thấy ảnh hưởng của kích thước hạt silica đến độ bền của hợp chất cao su. Có thể thấy rằng d nhỏ hơn, các nhóm hoạt động càng nhiều, tương tác giữa các hạt và cao su càng mạnh và cường độ càng lớn.