AEROSIL ®气相二氧化硅已被证明在许多低粘度流体中是一个优良的增稠剂,因此,在从牛顿系统转换成假塑性和触变性系统的过程中具有广泛的应用。
然而,并非每个类型的AEROSIL ®产品对每个流体类型都适合!
这背后的奥秘是什么?
如果AEROSIL ®气相二氧化硅分散在液体中,该液体对AEROSIL ®产品表面具有良好的润湿性能,那么AEROSIL颗粒会从液体中吸收分子,直至相对于环境的表面能量达到*小。粒子被一个和周围液体相同的分子组成的表皮紧密覆盖着,倾向于浮在介质中,而非彼此独立,其结果与纯液体相比,只在分散粘度上略有增加。
因此,粒子随着重力作用迅速沉降。这种现象可以在亲水型AEROSIL ®气相二氧化硅的亲水性液体,例如醇、丙酮、极性溶剂中观察到。
然而,亲水型AEROSIL ®气相二氧化硅分散在非极性液体(例如矿物溶剂油)中时会很容易地将液体转换成凝胶。
相应地,疏水型AEROSIL ®气相二氧化硅会将极性液体转变成凝胶。
在这种情况下,液体分子不能吸附在AEROSIL ®产品的表面,从而失去了其特性。因此,AEROSIL ®气相二氧化硅粒子倾向于尽量相互吸附,以尽可能减少表面的自由能。这样,在流体介质中就形成了一个随机分布的固体网格。
这种三维结构表现出粘弹性能,使粘度得到增强,并会或多或少表现出“屈服值”,这取决于添加量。
沉淀作用被抑制,因为固体颗粒不能在引力场中自由向下移动。(甚至比AEROSIL ®产品尺寸更大、密度更高的粗糙颗粒也被AEROSIL ®气相法二氧化硅网格(例如二氧化钛颜料或锌粉)保持在悬浮液中的。AEROSIL ®气相二氧化硅作为增稠剂使用在胶衣、粘合剂和腻子中较为理想,可以保持系统的均匀性,否则系统将为非均匀混合物)。
剪切发生时,AEROSIL ®气相法二氧化硅网格的阻力被克服,并被分裂成更小的网格,随着流动物漂浮。(表观)粘度的降低是非常显著的,但随着剪切的减少,AEROSIL ®气相二氧化硅网格立即重新排列,其表观粘度再次上升。
液体无论是通过涂刷、喷涂涂覆在基材上还是多孔基材上,其触变性都极其重要。
AEROSIL ®产品的亲水性特点是由表面上的羟基表现出来的,而疏水类型是由长久附着在表面上的有机基团表现出来的(这是通过赢创的**技术得以实现的)。
使用适合类型和数量的AEROSIL ®气相二氧化硅可实现流变概念,如增稠、剪切变稀、触变性和屈服值等。
推荐的液体树脂增稠剂和触变剂产品
不饱和聚酯树脂是由聚合物树脂和单体组成的,在加工过程中用作稀释剂,在固化反应中用作共聚单体。树脂一般是由乙二醇和邻苯二甲酸与一定比例的不饱和脂肪酸(如马来酸或延胡索酸)组成的。在北美自由贸易区,可能使用双环戊二烯链接到聚合物链上。
作为活性稀释剂,苯乙烯在大多数情况下用来补偿不饱和聚酯树脂的相对非极性。
出于这个原因,选择亲水型AEROSIL ®气相二氧化硅作为增稠剂。AEROSIL ® 200广泛用于层压树脂,而对于胶衣AEROSIL ® 300和AEROSIL ® 380可能具有优势。
然而,一些具有更高极性的特种聚酯树脂和乙烯基酯树脂需要使用疏水型AEROSIL ®产品作为触变剂。AEROSIL ® R 202在这些配方中具有优越性能,而亲水型AEROSIL ®气相二氧化硅则没有理想的效果。
环氧树脂在本质上是极性物质,也需要使用AEROSIL ® R 202作为触变剂。
在粘合剂和涂料的配方过程中,在配方要加入许多添加剂。与单树脂体系相比,根据这些添加剂的数量和极性,一个给定类型的AEROSIL ®气相二氧化硅的增稠效率可能被显著改变。因此,必须通过实验选择AEROSIL ®产品的型号和数量,以便找到理想的配方。
自从人类开始使用建筑材料,如木材、石材或金属,我们的兴趣并没有只集中于这些材料的机械性能,如硬度、强度、韧性,我们也对制成品的外观和装饰价值感兴趣。
这方面的一个很好的例子是玻璃。几个世纪以前,玻璃曾经是棕色或绿色的,但随着时间的推移,玻璃已经发展成高度透明的玻璃纤维,并在现代通讯设备中使用。
同样,就已发明的塑料而言,对浅色塑料,甚至像玻璃一样清晰的塑料的需求越来越多。
由于聚酯树脂可以以清晰或透明的等级供应,它们被用于如下场合:
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防震工业透明墙壁的玻璃波纹板
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钢琴、家具和木地板上的清漆
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光纤的透明胶衣
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增强塑料制品
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装饰表面的彩色涂料或彩色胶衣
添加量仅为百分之几的AEROSIL ®产品还增加了这些树脂有价值的属性。观察到的改进包括:
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得到控制的粘度
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改进的附着力
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增强的硬度
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得到控制的光泽
AEROSIL ®气相二氧化硅能够到达上述全部效果而不对透明度产生不利影响。
与其它一些颗粒型树脂添加剂相比,AEROSIL ® 200能使透明树脂更加透明,这得益于AEROSIL ® 200的细微粒度。