Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
В случае Е кремнеземный аэрогель придает заметно лучшие свойства резине при этерифицировании поверхности «-бутиловым спиртом. В случае F демонстрируется, что этерификация первичными спиртами со все более длинными цепями не ведет к заметному изменению упрочняющих свойств, которые остаются все же лучшими по сравнению с использованием неэтерифици-рованного кремнезема.
В случаях G и Н частицами являются коллоидные волокна с этерифицированными кремнеземными поверхностями. Наиболее заметным оказывается эффект, проявляемый вследствие анизометрии формы частицы: в сильной степени вытянутые частицы приводят к появлению очень высокого значения модуля. Фактически все зарегистрированные свойства, получаемые для этерифицированного, обработанного кислотой глинистого минерала — аттапульгита, оказываются сходными со свойствами материала при наполнении его углеродной сажей марки ЕРС.
Силикагели и порошки
811
В параллельно выполненных дополнительных исследованиях и наблюдениях были подтверждены приведенные выше результаты. На природном каучуке были испытаны некоторый интервал размеров кремнеземных частиц, сетчатое строение или степень формирования цепочечной структуры, а также степень покрытия силанольной поверхности кремнезема группами «-бутилового эфира при оптимальном содержании ускорителей вул-канизации и времени вулканизации. Этерификация поверхности ведет к снижению требуемого количества таких ускорителей.
Действие степени этерификации или обратной ей величины — доли поверхности, которая остается гидрофильной и полярной, на упрочняющие свойства определялось следующим образом: отбирался такой кремнеземный порошок, который имел структуру, позволявшую полностью диспергировать этот порошок в случае, когда он вводился в каучук. Такой кремнеземный порошок, осушенный ацетоном, был полностью гидрофильным. При орошении порошка н-бутиловым спиртом этерифицировалась только часть его поверхности. После измельчения порошка полярные участки поверхности кремнезема состояли из неэтери-фицированных силанольных групп, а также из «голых» пятен, образованных при отрыве друг от друга кремнеземных частиц, связанных в сетчатую структуру. В случае другого образца поверхность кремнезема, имевшего сетчатое строение, полностью этерифицировалась путем автоклавной обработки в среде бута-нола. После введения измельченного кремнезема в каучук полярными участками поверхности были только «голые» пятна, образовавшиеся в местах разрыва частиц. Наконец, в случае четвертого образца некоторое количество ранее этерифицированного кремнезема, имевшего сетчатое строение, подвергали помолу на шаровой мельнице в среде бутилового спирта и затем повторно обрабатывали в автоклаве. Образовавшиеся в результате частицы имели очень небольшую долю полярной поверхности от всей поверхности кремнезема даже после диспергирования образца в каучуке.
Как показано в табл. 5.9, полярные или гидрофильные участки поверхности на кремнеземных частицах (соответствующие окисленным участкам поверхности на частицах углеродной сажи) способствуют загущению материала. Такое действие полностью аналогично загущению масла при получении консистентной смазки с кремнеземом такого типа. При хорошей способности к диспергированию и при фиксированном размере кремнеземных частиц этерификация поверхности кремнезема не приводит к какому-либо воздействию на прочность при растяжении или на прочность при раздире. Однако поскольку твердость и значение модуля оказались меньше для полностью этерифицированных частиц, то разрывное удлинение было большим, так
Таблица 5.8
Характеристики эстерсилов как армирующих наполнителей и армированных резин (по данным Айлера [569])
Эстерсил ая ность, Объемная плотность при сетчатой структуре, г/см3 Тип поверхности, степень этерификации «' н -* ° 4 Прочность, кг/см2 § щ" 2 к о идный кг / см о ^
^ <и и под нагрузкой И X н ?5 fts ^ cd о 2 ? й * а. к л ^ га с? go S3
^ га 0,2 кг/см2 | ПО кг/см2 cu щ пз et о а. ,? 5 а, >, |s U о. га о Е- с
А 5Ю2 осажденный а 97 0,160 0,492 Гидрофильная 97 180 460 105 18 73
8102 этерифицирован-ный 97 0,160 0,492 95 % 6 5 235 540 105 113 70
В Хисил 100 0,175 0,441 Гидрофильная 99 115 540 50 21 55
Хисил этерифициро-ванный 100 0,175 0,441 90 % 6 9 230 540 115 104 72
С $?02 основной 335 0,13 — Гидрофильная 208 180 520 100 30 87
БЮг этерифицирован-ный 277 0,13 — 100 % 6 0 320 700 75 160 82
0 БЮэ осажденный 144 0,10 0,64 Гидрофильная 144 300 660 80 102 70
БЮг этерифицирован-ный 144 0,10 0,64 100 % 6 0 295 725 50 151 65
ЕРС черный - '- 280 480 165 86 72
Эстерсил н _ и п ° Объемная плотность при сетчатой структуре, г/см3 Тип поверхности, степень этерификации 1м gN я е j] Прочность, кг / см2 ggf Е »s U s "--к t-s „ л >, Я о-
= й 5 a U под нагрузкой ^ х ь ? а к cd cj га J; л к § a s ° S3
Ч о >> С S 0,2 кг/см2 ПО кг/см2 й га са а, >, og SS. SS га о Е- с
Е Аэрогель «Сантосел С» 157 — — Гидрофильная 114 220 580 85 27 86
Этерифицированный 157 — — 80 % 6 25 320 620 105 140 80
Р 5Ю2 осажденный 160 — — Гидрофильная 160 190 410 130 35 84
