二氧化硅在地殼中分布最多,占地殼氧化物的60%左右,大部分形成硅酸鹽礦物巖石,一部分是以石英、硅石、硅砂、無定形硅石堆積而成。將這些巖石粉碎、分級、精制或用化學反應合成的二氧化硅都可作為塑料填料。一般天然硅石價廉、粒徑較大,而合成出來的二氧化硅價格較高、粒徑小,是一種超微粒子填料。
合成二氧化硅呈白色無定形微細粉狀、質輕,其原始粒子在0.3mm 以下,吸潮后聚合成細顆粒,有很高的絕緣性,不溶于水和酸,溶于苛性鈉及氫氟酸。在高溫下不分解,多孔,有吸水性,內表面積很大,具有類似炭黑的補強作用,所以也把這種合成出來的二氧化硅叫做白炭黑。合成二氧化硅在樹脂中的分散力較大,能提高塑料制品的物理性能。白炭黑的分子式是SiO2•nH2O,其粒子為三級結構所組成,原始單個粒子為0.02um,聚集態粒子為5um,集合體粒子為30um,比表面積為20~350m2/g,只有當它的比表面積大于50m2/g時才有補強作用。它的補強作用僅次于炭黑;對提高塑料制品的電絕緣性也起一定的作用,并能提高制品的剛硬度,但對設備有一定的磨損,在應用時必須注意到這一點。白炭黑的整體結構為無定形態,表面羥基有親水性,在塑料中有消光作用,在不飽和聚酯、聚氯乙烯糊、環氧樹脂中有增黏作用。白炭黑的企業標準是:SiO2含量≥99.5%,游離水≤3%;灼燒失重≤5%;鉻≤0.02%,鐵≤0.01%,銨≤0.03%;pH 4~6,表觀密度0.03~0.05g/cm3;機械雜質微量,吸油值2.6~2.8mg/g。
白炭黑的另外一個顯著特點是:由于粒徑很小,比表面積大,表面的硅醇基使粒子之間產生相互作用,結果作為塑料填料時,賦予聚合物一種所謂觸變性。
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