做家：卡博特公司运用开采部ElizabethSims和ChristopherGalli

气相二氧化硅能为胶粘剂和密封胶供应百般上风

配方打算师用粒子来坚固胶粘剂和密封胶产物行使的现有会合物基质的成效。气相二氧化硅通罕用做流变遏制增加剂来供应抗流挂性、避让填料沉降和剪切变稀黏度。通用术语“气相二氧化硅”界说了具备不同表面化学性质的一系列产物——从亲水性到疏水性。这些产物与会合物体制具备不同相容性，进而能使配方打算师微调流变本能。

经过遏制颗粒-颗粒间的互相影响和颗粒—基质间的界面粘附性，在统暂时光，配方打算师能够坚固涂膜的粘弹性反映或固化系统的材料本能。这类互相影响供应了一种牢凝固合列入的硬质材料的办法，它们能拉长断裂的路线，而且在界面贯串处耗散能量1。这些本能能使涂膜和固体坚固。

除了在流变性遏制方面有文件纪录的甜头外，气相二氧化硅也能够坚固固化的胶粘剂的强度。如下是三个例子，此中气相二氧化硅能坚固会合物的强度，进而得到更高本能的胶粘剂或密封胶。

甲硅烷基封端的透亮会合物

在DIY墟市，客户更喜好高显然度的甲硅烷基封端的透亮会合物（STP）胶粘剂和密封胶。在欧洲，这些产物的临盆厂家已改用透亮包装，以优异这一上风。增加剂如蜡、黏土和碳酸钙通罕用于流变遏制和坚固STP胶粘剂和密封胶的强度。这些坚固助剂的抉择时常会致使不透亮的产物，由于这些产物的折射指数与基质不般配。比拟之下，气相二氧化硅的折射指数与这些产物中时常行使的透亮会合物特别般配。气相二氧化硅被遍及行使来坚固透亮STP胶粘剂和密封胶的强度。

配方打算师在湿固化体制如STP或聚氨酯中行使亲水性气相二氧化硅，由于亲水性二氧化硅有较大的水吸附才力，他们一定办理这些体制过早固化的题目。有几种抉择来办理这一题目，囊括增添工艺环节（比如预干枯亲水性二氧化硅或许在混料进程中经过加热和抽真空来除掉水分），或增加其余的组分（比如化学干枯剂）。一种更好的抉择是用疏水性二氧化硅来接替亲水性二氧化硅，如此能够大大节减或消除这些额外的工艺环节。

在含有MS会合物?SAX甲硅烷基封端的聚醚、邻苯二甲酸二异壬酯和有机锡催化剂的典范配方中列入两种疏水性气相二氧化硅增加剂*。在该体制中能明晰地查看到气相二氧化硅表面化学本能对流变性的影响。疏水性较弱的气相二氧化硅增加剂具备较强的颗粒-基质间的互相影响，能供应牛顿型流变性。与此相悖，疏水性较强的气相二氧化硅增加剂具备较弱的颗粒-基质间互相影响，于是颗粒-颗粒间的互相影响更强，能供应触变型的流变性，致使体制具备屈就应力或抗流挂性和剪切变稀的黏度，如图1所示。

行使这两种气相二氧化硅中的任何一种，都市致使颗粒-基质间的互相影响坚固，进而能提升体制的拉伸强度（如图2所示），断裂时的伸长率增添高出了3倍。跟着气相二氧化硅增加量的增添，拉伸强度和断裂伸长率都增添，不过行使特别高增加量的二氧化硅要遭到束缚，由于黏度也会响应增添。

单组份聚氨酯

与其余流变遏制增加剂比拟，在雷同品质增加量的基准上，高比表面积的炭黑温和相二氧化硅做为坚固剂都更灵验。炭黑是用来增添黏度、供应抗流挂性，并提升汽车挡风玻璃胶粘剂的内聚强度。包覆的积淀碳酸钙（PCCs）用于STP和聚氨酯胶粘剂和密封胶的流变性遏制。带有疏水性涂层的那些积淀碳酸钙（PCCs）（比如脂肪酸或硬脂酸），切实能在聚氨酯体制中得到剪切变稀的流变性，额外的甜头是适度增添粘接强度。

图3显示，湿固化单组分聚氨酯胶粘剂的搭接剪切强度的增添，该体制是由NCO含量2%的聚氨酯预聚物、邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂、研磨过的碳酸钙填料和有机锡催化剂构成，同时增加疏水性气相二氧化硅或包覆的积淀碳酸钙（PCCs）。

在雷同品质的根本上，在该体制中，责罚过的气相二氧化硅能供应比积淀碳酸钙（PCC）显然更强的粘接强度（见图3）。在较低增加量时列入，气相二氧化硅具备比碳酸钙更低的比重，进而对胶粘剂的品质的奉献大大低落，这在运历时是有甜头的，由于胶粘剂的品质也是一个题目（比如汽车轻量化）。

压敏

气相二氧化硅聚整体时常被用来改进由自然橡胶、聚氯丁二烯、丙烯酸酯和很多其余水性胶乳乳液造成的膜的加工进程和本能特性。这些亚微米级高比表面积的颗粒能够节减干枯时光，经过调治毛细管压力而加重裂纹的造成，并提升最后产物的呆板本能。预分开的气相金属氧化物**为将这些粒子列入到胶粘剂膜中供应了简捷而灵验的“倾入”办法。

由于列入了这类高度分开的气相二氧化硅，曾经查看到水性压敏胶粘剂（PSA）的内聚剪切强度和热呆板本能有了显著改良。为PSA用处配制了气相二氧化硅含量规模为0?15％（品质比）（干品质）的水性丙烯酸乳液，制备了这些胶粘剂的漆膜。

将乳液刮涂在Mylar背衬材料上造成涂膜，将湿膜在?℃的烘箱中干枯20～40分钟。将干膜在室温下冷却，后面衬上涂过蜡的粘性责罚纸，在遏制的速度下用17磅的分量滚轧，而后在测试前在常温下安顿24小时。干膜的干膜厚度（DFT）为1～1.3微米。

在双排、8位剪切烘箱中丈量膜的剪切强度与剪切力（1.1?4.4psi）和温度（室温至℃）的干系（如图4所示）。时常评估刮涂得到的四个或许更多个胶粘剂样本，得到做废时光的相对准则差池约为15％或更低。祈望膜剪切强度的坚固时，以没实用粒子坚固的膜的均匀做废时光为基准来祈望的膜的均匀做废时光来示意。

当气相二氧化硅的用量低至百分之几（品质比）时，剪切丈量显示剪切强度有显著的增添。比如，在室温评估时，在4％（品质比）的增加量时，胶粘剂的剪切强度增添8～20倍，这取决于剪切力。在更高的增加量％（如8～15％）和较高的温度（如℃）时，剪切强度随气相二氧化硅增加量的增添，成效是更为惊人。与没实用粒子坚固的膜比拟，粘接剪切强度时常会增添千余倍。方今正在钻研，经过增加气相二氧化硅分开体致使这些胶粘剂膜中化学键的造成情景，由于这类坚固的水准是出人预想的。无论剪切强度坚固的起源是甚么，薄膜的内聚强度显著坚固。

也对用和不必气相二氧化硅坚固的PSA薄膜的剥离强度举办了评估（用化学仪器公司的粘接/释放的AR-0剥离测试仪举办丈量）。以遏制的速度采取7磅的力将10×1英寸的胶粘剂条带滚轧到不锈钢粘附物上；从滚轧结果到剥离实验之间的时光分开为1分钟。剥离强度的下落随气相二氧化硅加量的增添干系相当和气：在0～4％（品质比）气相二氧化硅的规模内，剥离强度线性下落为其初始值的～75％。在4～8％（品质比）气相二氧化硅时，查看到剥离强度没有进一步低落。

在这边所议论的PSA数据中没有行使增粘剂。关于须要经过增加增粘剂来提升粘附力的产物，经过增加气相二氧化硅致使的坚固显示，彻底高出了赔偿因增粘剂的列入（比如，Tacolyn）而下落的剪切强度。行使平凡量的增粘剂致使的剪切强度下落20％～40％，经过行使2％～4％（品质比）的气相二氧化硅坚固，很简捷将前方的下落值复原。

无误的均衡

经过抉择具备适宜表面化学布局的气相制二氧化硅，能均衡颗粒-基体间和颗粒与颗粒间的互相做使劲，使配方打算师能得到在未固化状况下贱变性的本能方向和固化的胶粘剂或密封胶的强度的增添。气相二氧化硅是多成效的粒子，能为一系列胶粘剂供应本能和强度坚固方面预见不到的长处。

参考文件

1.Akcora,et.al.,NaturalMaterial,,8(4)-