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一、分散性
在胶粘剂中采用气相法白炭黑时,必须注意气相法白炭黑在聚合物中的分散程度。待分散过程停止后,达到最佳分散状况的气相法白炭黑会在系统中形成完整的网络,具有高粘度以及优良的触变特性。如果分散不够或者过度分散,都只会形成部分气相法白炭黑网络,导致较低的粘度和较差的触变特性。在透明体系中,透光度越高,则表明白炭黑的分散度越好。相同的分散条件下, 含有较大比表面积气相法白炭黑的产品一般具有较好的透明度。
(一)分散设备的技术参数与分散方式
最适宜的分散方式是达到“甜甜圈”效果。只要使用图4 所建议的技术参数, 并选择“甜甜圈”分散方式, 就能使气相SiO2 充分分散, 从而达到最佳性能。
(二)线速度与分散设备对SiO2 分散效果的影响
低剪切分散对所有型号的气相二氧化硅产品都不利,当分散设备的线速度<6 m/s 时, 会导致最终产品的细度差、沉降、低效率和储存稳定性较差等诸多缺点。转盘分散仪( 溶解器) 具有较高的剪切分散力( 线速度) , 推荐使用带有双层锯齿状齿轮的转盘, 垂直于圆柱状的容器中, 如此可获得较高的线速度( 10~20 m/s) 。对于高比表面积的产品, 建议采用砂磨机和三辊机进行分散。表3 列出了不同型号的气相二氧化硅产品使用不同分散设备的分散情况, 同一型号的气相二氧化硅产品在不同分散设备中的分散情况如图5 所示。
在相同的分散条件下, 气相SiO2的比表面积越大, 则分散越难以进行; 疏水型产品比亲水型产品更难以分散, 可使用砂磨机和三辊机, 以达到理想的分散效果。
同一型号的气相二氧化硅产品经不同类型的分散设备分散后, 得到的粒度是不相同的。因此, 气相二氧化硅产品可根据其不同的型号选择相应的混合设备进行分散, 以达到良好的颗粒度和最佳的分散效果。
二、表面水分和比表面积
硅酮胶RTV-1胶粘剂系统属于水分固化系统,因此应用时要求气相法白炭黑水分含量低于1.0%。一般情况下,随着比表面积的增加,屈服值、粘度、剪切力稀释指数也会相应提高,其固化物理特性撕裂强度、增强特性(50%Module)和透明度也相应得到提高,但是挤出率却会因比表面积的增加而降低,造成施工困难。因此一般硅酮胶选择使用比表面积低于200m²/g的气相法白炭黑。环氧胶粘剂体系中,气相法白炭黑被广泛用作触变剂。通常选择200m²/g和380m²/g非压缩型亲水性白炭黑。但是应该注意长期储存后或高温固化时对其流变性质的影响。
三、体系的极性
流变性能还与聚合物或者整个体系的极性有很大关系。强极性会阻止白炭黑氢键的形成,导致无法形成有效的网络结构,因而呈现较低的粘度或比较大的挤出率。此时如果要获得较好的网络结构,需加入其它添加剂(如乙二醇)。其作用原理就是乙二醇的两端羟基可与硅醇基形成更多的氢键,从而起到增加粘度、降低挤出率以及较好的抗塌陷的能力。需要注意的是,此类添加剂一般只适用于亲水型白炭黑。