二氧化硅在地壳中分布最多,占地壳氧化物的60%左右,大部分形成硅酸盐矿物岩石,一部分是以石英、硅石、硅砂、无定形硅石堆积而成。将这些岩石粉碎、分级、精制或用化学反应合成的二氧化硅都可作为塑料填料。一般天然硅石价廉、粒径较大,而合成出来的二氧化硅价格较高、粒径小,是一种超微粒子填料。
合成二氧化硅呈白色无定形微细粉状、质轻,其原始粒子在0.3mm 以下,吸潮后聚合成细颗粒,有很高的绝缘性,不溶于水和酸,溶于苛性钠及氢氟酸。在高温下不分解,多孔,有吸水性,内表面积很大,具有类似炭黑的补强作用,所以也把这种合成出来的二氧化硅叫做白炭黑。合成二氧化硅在树脂中的分散力较大,能提高塑料制品的物理性能。白炭黑的分子式是SiO2•nH2O,其粒子为三级结构所组成,原始单个粒子为0.02um,聚集态粒子为5um,集合体粒子为30um,比表面积为20~350m2/g,只有当它的比表面积大于50m2/g时才有补强作用。它的补强作用仅次于炭黑;对提高塑料制品的电绝缘性也起一定的作用,并能提高制品的刚硬度,但对设备有一定的磨损,在应用时必须注意到这一点。白炭黑的整体结构为无定形态,表面羟基有亲水性,在塑料中有消光作用,在不饱和聚酯、聚氯乙烯糊、环氧树脂中有增黏作用。白炭黑的企业标准是:SiO2含量≥99.5%,游离水≤3%;灼烧失重≤5%;铬≤0.02%,铁≤0.01%,铵≤0.03%;pH 4~6,表观密度0.03~0.05g/cm3;机械杂质微量,吸油值2.6~2.8mg/g。
白炭黑的另外一个显著特点是:由于粒径很小,比表面积大,表面的硅醇基使粒子之间产生相互作用,结果作为塑料填料时,赋予聚合物一种所谓触变性。
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