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結(jié)晶硅微粉的主要化學(xué)成分是SiO2,含量達(dá)99.4 wt.%以上,還含有微量的Fe2O3和Al2O3,其技術(shù)指標(biāo)如表1所示。由于硅微粉純度高,因此電導(dǎo)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(jié)晶硅微粉的熔點(diǎn)為1710℃,具有高熱穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱率(5~12.6 W/m·K)和低熱膨脹系數(shù)(9×10-6/℃),能有效提高聚合物的導(dǎo)熱性,并降低熱膨脹系數(shù),從而消除內(nèi)應(yīng)力,提高聚合物機(jī)械性能。
表面性質(zhì):粉體填料混進(jìn)橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤(rùn)的程度對(duì)補(bǔ)能有很大影響。不易濕潤(rùn)的顆粒,在橡膠中不易分散,輕易結(jié)團(tuán),降低其補(bǔ)能。這種狀況可以通過(guò)添加某些有助于增加濕潤(rùn)的物質(zhì)得以改善。例如補(bǔ)能很小的碳酸鈣,加進(jìn)脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤(rùn)程度,進(jìn)步了補(bǔ)果。 炭黑是橡膠的主要補(bǔ)強(qiáng)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(chǎn)過(guò)程中,其表面吸附或結(jié)合了少量羧基、醌基、酚基、內(nèi)酯基等化學(xué)基團(tuán)。過(guò)往曾經(jīng)以為炭黑的補(bǔ)能僅取決于其粒徑(比表面積)大小及結(jié)構(gòu)性,而與其表面的化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。近年來(lái)大量研究結(jié)果表明,炭黑粒子表面的化學(xué)基團(tuán)在混煉過(guò)程中能與橡膠起化學(xué)反應(yīng),使結(jié)合膠增加,進(jìn)而增進(jìn)了硫化膠的力學(xué)性能和耐老化性能。
白炭黑粒子表面化學(xué)基團(tuán)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(huì)遲延硫化速度,呈堿性則會(huì)加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸濕性強(qiáng),對(duì)補(bǔ)強(qiáng)不利。用偶聯(lián)劑對(duì)其表面進(jìn)行改性處理,能克服其弊端,改善其補(bǔ)強(qiáng)性能。對(duì)非金屬礦物粉體填料進(jìn)行表面改性處理,也有很好的應(yīng)用效果。球形硅微粉是以精選的角形硅微粉作為原料,通過(guò)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(dòng)性好和應(yīng)力低等優(yōu)良特性。
在特種涂料用硅微粉1250目硅微粉,應(yīng)用化學(xué)共沉淀技術(shù)表面包覆摻雜SiO2制得復(fù)合導(dǎo)電粉,廣泛用于電子電器、航空航天、軍事和電磁等領(lǐng)域。用該導(dǎo)電粉末制得的導(dǎo)電涂料,體積電阻率僅為12.6歐姆,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在阻燃絕緣涂料中通過(guò)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(huì)出現(xiàn)裂紋而且具有固化時(shí)間短、成本低的特點(diǎn)。在道路標(biāo)識(shí)涂料中利用廢舊塑料為原料,加入硅微粉等填料,生產(chǎn)成本低,因其流動(dòng)性及流平性較高,施工成本低。在無(wú)毒環(huán)氧增韌涂料中,在環(huán)氧樹(shù)脂中加入硅微粉,研制出了具有防腐功能的無(wú)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。