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結晶硅微粉的主要化學成分是SiO2,含量達99.4 wt.%以上,還含有微量的Fe2O3和Al2O3,其技術指標如表1所示。由于硅微粉純度高,因此電導率較低,為5 ~30 μS·cm-1,使聚合物具有較好的絕緣性能和抗電弧性能。
此外,結晶硅微粉的熔點為1710℃,具有高熱穩(wěn)定性、高導熱率(5~12.6 W/m·K)和低熱膨脹系數(9×10-6/℃),能有效提高聚合物的導熱性,并降低熱膨脹系數,從而消除內應力,提高聚合物機械性能。
表面性質:粉體填料混進橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤的程度對補能有很大影響。不易濕潤的顆粒,在橡膠中不易分散,輕易結團,降低其補能。這種狀況可以通過添加某些有助于增加濕潤的物質得以改善。例如補能很小的碳酸鈣,加進脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤程度,進步了補果。 炭黑是橡膠的主要補強填料,其成分90%~99%是元素碳,其余是少量揮發(fā)分和水分。在炭黑生產過程中,其表面吸附或結合了少量羧基、醌基、酚基、內酯基等化學基團。過往曾經以為炭黑的補能僅取決于其粒徑(比表面積)大小及結構性,而與其表面的化學性質無關。近年來大量研究結果表明,炭黑粒子表面的化學基團在混煉過程中能與橡膠起化學反應,使結合膠增加,進而增進了硫化膠的力學性能和耐老化性能。
白炭黑粒子表面化學基團與炭黑完全不同。氣相法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH,沉淀法白炭黑表面含有硅醇基Si―OH及Si氣相法白炭黑呈酸性,沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈堿性。呈酸性會遲延硫化速度,呈堿性則會加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸濕性強,對補強不利。用偶聯(lián)劑對其表面進行改性處理,能克服其弊端,改善其補強性能。對非金屬礦物粉體填料進行表面改性處理,也有很好的應用效果。球形硅微粉是以精選的角形硅微粉作為原料,通過火焰熔融法加工成球形的二氧化硅粉體材料,具有比表面積小、活動性好和應力低等優(yōu)良特性。
在特種涂料用硅微粉1250目硅微粉,應用化學共沉淀技術表面包覆摻雜SiO2制得復合導電粉,廣泛用于電子電器、航空航天、軍事和電磁等領域。用該導電粉末制得的導電涂料,體積電阻率僅為12.6歐姆,各項指標均達到國家標準。在阻燃絕緣涂料中通過加入硅微粉,提高了涂料的觸變性能,該涂料具有涂覆均勻、不會出現(xiàn)裂紋而且具有固化時間短、成本低的特點。在道路標識涂料中利用廢舊塑料為原料,加入硅微粉等填料,生產成本低,因其流動性及流平性較高,施工成本低。在無毒環(huán)氧增韌涂料中,在環(huán)氧樹脂中加入硅微粉,研制出了具有防腐功能的無毒環(huán)氧增韌涂料,克服了已有涂料在低溫下刷涂和噴涂的缺陷和不足。