Çökmüş silisiumrezin sənayesində mühüm möhkəmləndirici doldurucudur. Onun müxtəlif xüsusiyyətləri rezin matrisi, dispersiyası və rezinin mexaniki xüsusiyyətləri ilə səth qarşılıqlı təsirinə təsir göstərməklə rezinin aşınma müqavimətinə dolayı və ya birbaşa təsir göstərir. Aşağıda, əsas xüsusiyyətlərdən başlayaraq, onların rezinin aşınma müqavimətinə təsir mexanizmlərini ətraflı təhlil edirik:
1. Xüsusi Səth Sahəsi (XS)
Xüsusi səth sahəsi silisiumun ən əsas xüsusiyyətlərindən biridir və onun rezinlə təmas sahəsini və möhkəmləndirmə qabiliyyətini birbaşa əks etdirir və aşınma müqavimətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
(1) Müsbət təsir: Müəyyən bir diapazonda xüsusi səth sahəsinin artırılması (məsələn, 100 m²/q-dan 200 m²/q-a qədər) silisium və rezin matrisi arasındakı səth təmas sahəsini artırır. Bu, "lövbər effekti" vasitəsilə səth bağlanma gücünü artıra bilər, rezin deformasiyaya və möhkəmləndirmə effektinə qarşı müqavimətini artırır. Bu nöqtədə rezin sərtliyi, dartılma gücü və cırılma gücü artır. Aşınma zamanı həddindən artıq yerli gərginlik səbəbindən materialın qopmasına daha az meylli olur və bu da aşınma müqavimətinin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmasına səbəb olur.
(2) Mənfi təsir: Xüsusi səth sahəsi çox böyükdürsə (məsələn, 250 m²/q-dan çox), van der Waals qüvvələri və silisium hissəcikləri arasındakı hidrogen rabitəsi güclənir və asanlıqla aqlomerasiyaya səbəb olur (xüsusən də səth emalı olmadan) və dispersiya qabiliyyətinin kəskin şəkildə azalmasına səbəb olur. Aqlomeratlar rezin daxilində "gərginlik konsentrasiyası nöqtələri" əmələ gətirir. Aşınma zamanı sınıqlar əsasən aqlomeratların ətrafında baş verir və əksinə aşınma müqavimətini azaldır.
Nəticə: Dispersiya və möhkəmləndirmə effektinin balanslaşdırıldığı və optimal aşınma müqavimətinə səbəb olan optimal xüsusi səth sahəsi diapazonu (adətən 150-220 m²/q, rezin növündən asılı olaraq dəyişir) mövcuddur.
2. Hissəcik ölçüsü və ölçü paylanması
Silisiumun ilkin hissəcik ölçüsü (və ya aqreqat ölçüsü) və paylanması, dispersiya vahidliyinə və səthlərarası qarşılıqlı təsirə təsir etməklə aşınma müqavimətinə dolayı yolla təsir göstərir.
(1) Hissəcik Ölçüsü: Daha kiçik hissəcik ölçüləri (adətən xüsusi səth sahəsi ilə müsbət korrelyasiya olunur) daha böyük xüsusi səth sahələrinə və daha güclü möhkəmləndirici təsirlərə uyğun gəlir (yuxarıda göstərildiyi kimi). Lakin, həddindən artıq kiçik hissəcik ölçüləri (məsələn, ilkin hissəcik ölçüsü < 10 nm) hissəciklər arasındakı aqlomerasiya enerjisini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və dispersiya çətinliyini kəskin şəkildə artırır. Bunun əvəzinə, bu, yerli qüsurlara səbəb olur və aşınma müqavimətini azaldır.
(2) Hissəcik Ölçüsü Paylanması: Dar hissəcik ölçüsü paylanmasına malik silisium rezində daha bərabər şəkildə yayılır və böyük hissəciklərin (və ya aqlomeratların) yaratdığı "zəif nöqtələrdən" qaçınır. Paylanma çox genişdirsə (məsələn, həm 10 nm, həm də 100 nm-dən yuxarı hissəciklər ehtiva edirsə), böyük hissəciklər aşınma başlanğıc nöqtələrinə çevrilir (üstünlük verilir ki, aşınma zamanı aşınır) və bu da aşınma müqavimətinin azalmasına səbəb olur.
Nəticə: Kiçik hissəcik ölçüsünə (optimal xüsusi səth sahəsinə uyğun) və dar paylanmaya malik silisium dioksid aşınma müqavimətini artırmaq üçün daha faydalıdır.
3.Struktur (DBP Absorbsiya Dəyəri)
Struktur silisium aqreqatlarının şaxələnmiş mürəkkəbliyini əks etdirir (DBP udma dəyəri ilə xarakterizə olunur; daha yüksək dəyər daha yüksək strukturu göstərir). Bu, rezinin şəbəkə quruluşuna və deformasiyaya qarşı müqavimətinə təsir göstərir.
(1) Müsbət təsir: Yüksək strukturlu silisium üçölçülü budaqlı aqreqatlar əmələ gətirir və rezin daxilində daha sıx bir "skelet şəbəkəsi" yaradır. Bu, rezin elastikliyini və sıxılmaya qarşı müqavimətini artırır. Aşınma zamanı bu şəbəkə xarici təsir qüvvələrini buferləşdirə bilər, təkrarlanan deformasiyadan qaynaqlanan yorğunluq aşınmasını azaldır və bununla da aşınma müqavimətini artırır.
(2) Mənfi təsir: Həddindən artıq yüksək struktur (DBP udulması > 300 ml/100 q) silisium aqreqatları arasında asanlıqla dolaşıqlığa səbəb olur. Bu, rezin qarışdırma zamanı Mooney özlülüyünün kəskin artmasına, emalın zəif axıcılığına və qeyri-bərabər dispersiyaya səbəb olur. Yerli olaraq həddindən artıq sıx strukturlara malik ərazilərdə gərginlik konsentrasiyası səbəbindən sürətlənmiş aşınma müşahidə olunacaq və əksinə aşınma müqaviməti azalacaq.
Nəticə: Orta struktur (DBP udma 200-250 ml/100 q) emal qabiliyyəti və aşınma müqavimətini balanslaşdırmaq üçün daha uyğundur.
4.Səth Hidroksil Tərkibi (Si-OH)
Silisium səthindəki silanol qrupları (Si-OH), səthlərarası bağ gücü vasitəsilə aşınma müqavimətinə dolayı yolla təsir edərək, onun rezinlə uyğunluğuna təsir göstərən əsas amillərdən biridir.
(1) Emal olunmamış: Həddindən artıq yüksək hidroksil tərkibi (> 5 qrup/nm²) hidrogen rabitəsi vasitəsilə hissəciklər arasında sərt aqlomerasiyaya səbəb olur və bu da zəif dispersiyaya səbəb olur. Eyni zamanda, hidroksil qrupları rezin molekulları ilə (əsasən qeyri-polyar) zəif uyğunluğa malikdir və bu da zəif sətharası rabitəyə səbəb olur. Aşınma zamanı silisium rezindən ayrılmağa meyllidir və bu da aşınma müqavimətini azaldır.
(2) Silan Birləşdirici Maddə ilə İşlənmiş: Birləşdirici maddələr (məsələn, Si69) hidroksil qrupları ilə reaksiyaya girərək hissəciklərarası aqlomerasiyanı azaldır və rezinlə uyğun qruplar (məsələn, merkapto qrupları) təqdim edir, səthlərarası bağ gücünü artırır. Bu nöqtədə silisium və rezin arasında "kimyəvi birləşmə" əmələ gəlir. Gərginlik ötürülməsi vahid olur və aşınma zamanı səthlərarası soyulma ehtimalı daha az olur və bu da aşınma müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Nəticə: Hidroksil tərkibi orta səviyyədə olmalıdır (3-5 qrup/nm²) və səthlərarası əlaqəni maksimum dərəcədə artırmaq və aşınma müqavimətini artırmaq üçün silan birləşdirici agentlə birləşdirilməlidir.
5.pH Dəyəri
Silisiumun pH dəyəri (adətən 6.0-8.0) rezin vulkanizasiya sisteminə təsir göstərərək əsasən dolayı yolla aşınma müqavimətinə təsir göstərir.
(1) Həddindən artıq turşulu (pH < 6.0): Vulkanizasiya sürətləndiricilərinin fəaliyyətini maneə törədir, vulkanizasiya sürətini ləngidir və hətta natamam vulkanizasiyaya və rezində qeyri-kafi çarpaz əlaqə sıxlığına səbəb ola bilər. Aşağı çarpaz əlaqə sıxlığına malik rezin mexaniki xüsusiyyətlərini (məsələn, dartılma möhkəmliyi, sərtlik) azaldır. Aşınma zamanı plastik deformasiyaya və material itkisinə meyllidir və bu da aşınma müqavimətinin zəifləməsinə səbəb olur.
(2) Həddindən artıq qələvi (pH > 8.0): Vulkanizasiyanı sürətləndirə bilər (xüsusilə tiazol sürətləndiriciləri üçün), həddindən artıq sürətli ilkin vulkanizasiyaya və qeyri-bərabər çarpaz birləşməyə (yerli həddindən artıq çarpaz birləşmə və ya çatışmazlıq) səbəb ola bilər. Çarpaz birləşmə sahələri kövrək olur, çatışmazlıq sahələri aşağı möhkəmliyə malikdir; hər ikisi aşınma müqavimətini azaldacaq.
Nəticə: Neytraldan bir qədər turşuluğa qədər (pH 5.0-7.0) vahid vulkanizasiya üçün daha əlverişlidir, rezin mexaniki xüsusiyyətlərini təmin edir və aşınma müqavimətini artırır.
6. Çirklənmə Tərkibi
Silisiumdakı çirklər (məsələn, Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ kimi metal ionları və ya reaksiyaya girməmiş duzlar) rezin strukturuna zərər verərək və ya vulkanizasiyaya müdaxilə edərək aşınma müqavimətini azalda bilər.
(1) Metal ionları: Fe³⁺ kimi keçid metal ionları rezin oksidləşdirici yaşlanmanı katalizləşdirir və rezin molekulyar zəncirinin parçalanmasını sürətləndirir. Bu, zamanla materialın mexaniki xüsusiyyətlərinin azalmasına səbəb olur və aşınma müqavimətini azaldır. Ca²⁺, Mg²⁺ rezindəki vulkanizasiyaedici maddələrlə reaksiyaya girərək vulkanizasiyaya mane ola və çarpaz əlaqə sıxlığını azalda bilər.
(2) Həll olan duzlar: Aşınmaya davamlı duzların (məsələn, Na₂SO₄) həddindən artıq yüksək miqdarı silisiumun higroskopikliyini artırır və bu da rezin emalı zamanı qabarcıqların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu qabarcıqlar daxili qüsurlar yaradır; aşınma zamanı bu qüsur yerlərində nasazlıq başlayır və bu da aşınma müqavimətini azaldır.
Nəticə: Rezin məhsuldarlığına mənfi təsirləri minimuma endirmək üçün çirk tərkibi ciddi şəkildə nəzarətdə saxlanılmalıdır (məsələn, Fe³⁺ < 1000 ppm).
Xülasə, təsiriçökmüş silisiumRezin aşınma müqavimətinə dair bir çox xüsusiyyətlərin sinergetik təsirindən qaynaqlanan nəticələr: Xüsusi səth sahəsi və hissəcik ölçüsü əsas möhkəmləndirmə qabiliyyətini müəyyən edir; struktur rezin şəbəkəsinin sabitliyinə təsir göstərir; səth hidroksil qrupları və pH səthlərarası əlaqəni və vulkanizasiya vahidliyini tənzimləyir; çirklər isə strukturu zədələməklə performansı aşağı salır. Praktik tətbiqlərdə xüsusiyyətlərin kombinasiyası rezin növünə (məsələn, təkər protektoru birləşməsi, mastik) görə optimallaşdırılmalıdır. Məsələn, protektor birləşmələri adətən yüksək xüsusi səth sahəsi, orta quruluş, aşağı çirkləri olan silisium seçir və aşınma müqavimətini maksimum dərəcədə artırmaq üçün silan birləşdirici agentlə müalicə olunur.
Yazı vaxtı: 22 iyul 2025