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科邦公司为您详细的讲解下白炭黑的触变性

  科邦公司为您详细的讲解下白炭黑的触变性

  无论是否经过处理,白炭黑在不少体系中均具有良好的触变性,当然,同样需要纳米级的才具有很明显的效果,微米级的硅微粉就差多了。甚至,白炭黑自身就可以观察到类似触变性现象:将硅烷处理后的白炭黑晃动,白炭黑像水一样的流动性,当静置一会以后,白炭黑似乎结成团块,再晃动,立即又具有水一样的流动性。这个过程可以反复进行。这里,白炭黑在晃动时,产生高压静电,粉体之间因此具有很好的流动性(我认为不是硅烷处理后的摩擦力下降所致,虽然也是一个因素),出现结块现象的时间取决于静电导出的时间。当白炭黑以较少的量加入到其它粉体时,可提高流动性,也和白炭黑摩擦产生静电有关,特别是经过处理以后,疏水性的白炭黑效果更好。

  不具备对硅橡胶产生结构化的,经过处理后的白炭黑,依然具有良好的触变性,甚至在非极性涂料体系中更好使用。因此,可以预见,导致白炭黑具有产生触变性的因素应该是范德华力,当然,氢键也不会没作用,因为未处理的亲水的白炭黑,在良好分散时,触变性似乎更强。因此,我认为是综合结果。

  我不认为白炭黑的触变性是超分子性的结果,超分子性的触变剂,是那种嵌段的,比如聚氨酯类,通常用作增稠剂。白炭黑似乎没有嵌段性,但技术是发展的,将白炭黑弄成嵌段结构不是没有可能,但问题是,白炭黑不需要嵌段结构就具有很好的触变性。

  既然氢键强度远远超过范德华力------这似乎有个矛盾,那为什么触变性是以范德华力为主呢?其实可以这么理解,只有几纳米的气相白炭黑,不会以单独的方式,而是以团聚的方式存在,或者说,白炭黑自身已经结构化了,也可以理解为,氢键构建在团聚的白炭黑内了,当然,只是由于固体局限,团聚只能到一定程度,成微米级别。当炼胶时,团聚的粒子被打散,大量硅羟基暴露,给发生结构化造成了一个极为有利的条件,不过,要说明的是,解开团聚,不仅仅是机械力的作用,硅生胶也有重要的贡献------对比非硅类聚合物就明白。

  不过,即使施以***大的剪切力,并借助于硅生胶的亲和作用,鉴于纳米白炭黑巨大的比表面积,巨量的硅羟基强氢键作用,要分散到单颗粒子,几乎是不可能的。

  至此,基于对纳米粉体团聚认识,再回过头去看结构化,对下列现象是不是有了新的认识?

  1:结构化随时间缓慢进行,很可能是团聚的粉体缓慢暴露出更多的硅羟基,给人的感觉似乎是羟基硅油之类的抗结构化剂失去了效果。

  2:虽然暴露出更多的硅羟基,但白炭黑之间的氢键作用更强,生胶或者助剂不足以将白炭黑分散的更有效(因此不会结构化后更透明,甚至透明度下降),可以视作是团聚白炭黑表面粒子部分出现一个小小的“转身”。

  3:接下来得到一个结论,就地处理(通常是加硅氮烷),很难将硅羟基消灭干净,同样可以理解,***的白炭黑处理,也未必就能够处理的到位,纯粹考虑处理剂键能,也就显的不足了。

  回头再看触变性,自然而然就可以理解为白炭黑之间范德华力为主的一种作用,当然不能排除氢键的作用,所以,只要不大的外作用力,就可以让体系流动,几乎无限可逆,构建也很快,并且在非硅类体系中也有效。