技术参数
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产品归类 |
型号 |
平均粒径（nm） |
纯度 （%） |
比表面积 （m2/g） |
体积密度 （g/cm3） |
晶型 |
颜色 |
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纳米级 |
CW-SiO2-001 |
20 |
99.9 |
80 |
0.23 |
近球形 |
白色 |
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加工定制 |
根据客户需求适当调整产品纯度及粒度 |
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主要特点
1产品纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，高表面活性，松装密度低，气相法制备，克服了市场上湿化学法制备的颗粒硬团聚、难分散、纯度低等缺点；
2耐高温，表面面积大，粒径小；良好的分散性、悬浮性，振动液化性；具有很好的触变性；具有很好的补强和增稠作用；经过表面处理，具有更好的亲水和亲油性。
3表面存在大量的不饱和残键及不同键合状态的羟基，因表面欠氧而偏离了稳定的硅氧结构，所以具有高反应活性，粉体松装密度比较小，容易分散使用；
4我公司纳米氧化硅用气相法合成得，颗粒度小，均匀，可控，针对客户使用体系的不同，公司可以进行针对性的表面处理包裹，使得纳米氧化硅粉体可以稳定地分散在溶剂体系中，形成透明状或半透明状溶胶，应用在涂料、玻璃表面、电子封装等；
5对紫外光和可见光都呈现较高的反射特性，对紫外短波（200~280nm）的反射率达70%~80%；对紫外中长波（280~400nm）的反射率达80%~85%；对可见光（400~800nm）的反射率达85%以上；对800~1350波段的近红外线的反射率也达70%以上。
应用领域
1橡胶改性、密封胶陶瓷增韧、黏结剂改性、功能纤维添加剂、塑料改性、抗油漆老化添加剂；
2陶瓷、纳米陶瓷、复合陶瓷基片；
3聚合物：可增加聚合物的热稳定性和抗老化性；
4阻燃材料，涂料、研磨介质、化妆品等产品；
5在溶聚丁苯和氯化聚乙烯中添加少量纳米SiO2生产出的彩色橡胶制品的韧性、强度、伸长率、抗折性能及抗紫外线老化和热老化等性能均达到或超过三元乙丙橡胶；
6在传统涂料中添加少量纳米氧化硅后，很好的解决了其悬浮稳定性差、触变性差、抗老化性差、光洁度不高等问题。
技术支持
公司可以提供纳米氧化硅粉在橡胶、陶瓷、聚合物等中的应用技术支持，具体应用咨询请与销售部人员联系。
包装储存
本品为惰气包装，应密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜长久暴露于空气中，防受潮发生团聚，影响分散性能和使用效果。
纳米二氧化硅粉-纳米氧化物粉体 http://www.cwnano.com.cn/product-item-20.html
改性Si3N4陶瓷纳米粉体在丁腈橡胶中的应用
本文研究了改性纳米氮化硅(Si3N4)陶瓷粉体在丁腈橡胶(NBR)油封中的应用性能。纳米氮化硅陶瓷粉体具有耐高温、化学稳定性好、耐磨损、导热性能好等优点，但纳米氮化硅粉体具有高的表面能，一般不与聚合物相容，在聚合物中的分散性不好。为了使纳米氮化硅粉体能够均匀地分散在橡胶中，并与橡胶具有良好的相容性，对纳米氮化硅进行表面改性。在NBR橡胶中加入改性后的纳米氮化硅，能够提高油封的耐油性能、耐磨损性能，降低唇口温度，延长油封产品的寿命。本文采用液体羧基丁腈橡胶作表面处理剂对纳米氮化硅进行表面包覆处理，优化氮化硅使用比例，设计NBR油封制品的醉佳配方与工艺。
一、实验部分
1.实验材料与设备
丁腈橡胶(NBR250S、NBR241)，产地台湾；纳米氮化硅(平均粒径20nm)，上海超威纳米科技有限公司；含羧基和腈基的齐聚物，自制。
X(S)K-160型开炼机，上海第一橡胶机械厂产品；25t平板硫化机，江西萍乡无线电专用设备厂产品；DXLL-10000型电子拉力试验机，上海化工设备有限公司产品；LX-A型硬度仪，上海六中量仪器厂产品；3000HS型纳米粒度测定仪，美国生产。
2.实验步骤
(1)纳米Si3N4粉体的表面包覆处理
分别用不同量的齐聚物来包覆一定量的纳米Si3N4粉体，齐聚物相对于纳米Si3N4粉体的质量百分数分别为5%、7%，9%、11%、15%。
按照上述比例取一定量齐聚物溶解于甲苯中配成溶液，称取一定量纳米Si3N4粉体放人1000ml三口烧瓶中，加入上述配制的溶液，通氮气保护，高速搅拌下加入表面处理剂，一定温度下回流4h后取出，于通风厨中自然风干，处理后Si3N4粉末放入索氏提取器，用甲苯溶剂，提取72h，再在50℃烘箱中真空干燥10h，取出球磨后100目筛过筛。
(2)纳米氮化硅/NBR橡胶试样的制备
混炼工艺在开炼机上进行，NBR胶料在开炼机上按照常规顺序加入配合剂和表面处理后的纳米Si3N4粉体进行混炼，混炼胶停放16小时后用平板硫化仪180℃×6min硫化试样。
3.性能测试
硫化胶各项力学性能按相应国家标准测定。
4.实验配方(用量份phr)
N250S 40；N241 60；N330 5；白炭黑72；硅藻土55；加工助剂21.75；氧化锌10；硬脂酸1.0；防老剂1.5；防焦剂0.5；硫黄0.6；TMTD 3.2；NS 3；改性纳米Si3N4粉体(为变量)0.5-1.0。
二、结果与讨论
1.改性的机理
由于齐聚物中的羧基与纳米Si3N4粉体表面的羟基、氨基、亚氨基反应，形成化学键合，在纳米Si3N4表面形成单分子层；另一方面，齐聚物的亲有机体部分为长链烃基，它能于橡胶基体大分子链发生缠绕、交联，转移应力应变，提高它与橡胶复合材料的力学强度。
2.粉体粒度分析
采用3000HS型纳米粒度测定仪对分散在悬浮液中的纳米Si3N4粉体粒度进行了检测，见表1。表1 纳米Si3N4平均粒径和粒径分布(数量)
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处理剂用量 |
0% |
5% |
7% |
9% |
11% |
15% |
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Peak |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Ana |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
Mean(nm) |
363.4 |
154.3 |
125.8 |
146.3 |
172.4 |
242.9 |
结果表明，悬浮于无水乙醇中的未处理Si3N4粉体粒径分布大小与处理后的粒径大小是有区别的，处理后Si3N4的平均粒径明显小于其未处理粒径。这说明处理后的纳米Si3N4分散性能较好，团聚少而稳定；未处理的分散性能较差，团聚较严重且不稳定。其中齐聚物作表面剂用量比例为7%时，处理后纳米Si3N4粒径醉小。
用齐聚物作表面剂处理后纳米Si3N4的团聚减少，说明了齐聚物中的羧基与粉体表面的羟基、氨基脱水缩合，形成新的化学键，打破了原来纳米粉体之间的作用力，有效阻止了其团聚。从表1中还可以看出，开始随着大分子表面处理剂用量的增大，纳米Si3N4的粒径变小，当齐聚物作表面剂用量大于7%时，纳米Si3N4的粒径又变大，后面随着齐聚物作表面处理剂用量的逐渐增大，纳米Si3N4的粒径渐增。笔者认为，前者是齐聚物作表面剂用量不足，表面剂未能完全包覆纳米粉体；后者是表面处理剂过多，一方面，表面处理剂中过多的长的柔性链相互缠绕可能导致氮化硅粒子团聚；另一方面，表面处理剂中过多的极性大的氰基，导致氮化硅粒子之间相互作用增强，从而增加了氮化硅粒子团聚。
2.机械性能分析
选用齐聚物作表面剂处理后粒径醉小的纳米Si3N4粉体按照不同的质量份数加入到原丁腈橡胶橡胶配方中，物理性能见表2。
表2 纳米Si3N4粉体/NBR复合材料的机械性能
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项目 |
表面处理后的纳米Si3N4粉体用量/质量份 |
|||
|
0.0 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
|
|
邵尔A型硬度/度 |
86 |
86 |
86 |
86 |
|
拉伸强度/MPa |
9.4 |
10.4 |
9.9 |
9.5 |
|
断裂伸长率/% |
320 |
320 |
330 |
330 |
|
撕裂强度/kN·m-1 |
34.6 |
36.4 |
35.1 |
34.9 |
|
100%定伸应力/MPa |
3.07 |
3.70 |
3.43 |
3.43 |
由于补强材料对橡胶补强性产生决定性影响的是材料的粒径，半径越小，材料越容易在橡胶等聚合物中分散。从表2中可以看出，添加了表面处理后纳米Si3N4粉体的胶料物理性能除硬度没明显变化外均有不同程度地提高。当表面处理后的纳米Si3N4用量增加时，一方面，由于粒子过于接近，银纹会组合成大的裂纹使复合材料力学性能下降；另一方面，由于粒子数目增多后，分散更加困难，容易产生粒子团聚现象，由于团聚粒子表面缺陷会使基体橡胶损伤而产生应力集中，另外当外力作用时团聚粒子相互滑移，从而使复合体系综合性能变劣。
表面处理后的纳米Si3N4粉体加入橡胶，一方面可以提高材料的拉伸弹性模量；另一方面，随团聚纳米粒子数目的增多，材料会形成更多的力学薄弱点，使材料刚性下降。综合两个方面表面处理后的纳米Si3N4粉体的加入量应该为0.5份。
把上述硫化胶试样在100%、NO.3油浸泡70h后测量相应的物理性能见表3。
表3 纳米Si3N4粉体剂/NBR复合材料耐油试验后的机械性能
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项目 |
表面处理后的纳米Si3N4粉体用量/质量份 |
|||
|
0.0 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
|
|
邵尔A型硬度/度 |
70 |
73 |
71 |
71 |
|
拉伸强度/NPa |
5.5 |
7.3 |
5.7 |
6.0 |
|
断裂伸长率/MPa |
240 |
300 |
240 |
250 |
|
直角撕裂强度/kN·m-1 |
24.0 |
25.4 |
24.8 |
24.1 |
|
100%定伸应力/MPa |
2.50 |
2.73 |
2.70 |
2.70 |
分析表3中数据可以明显得出：添加了表面处理后纳米Si3N4粉体的硫化胶在被NO.3油浸泡后各项物理性能相对于未添加样均有不同程度提高，尤其是添加0.5份表面处理后的纳米Si3N4粉体的硫化胶各项物理性能醉为特出，说明它的耐油性能醉为优异。
三、结论
1.用齐聚物作表面剂处理纳米Si3N4粉体后，纳米Si3N4粉体在有机溶剂中分散均匀，明显阻止了纳米颗粒的团聚。其中在齐聚物相对纳米Si3N4粉体用量百分数为7.0%时，Si3N4粉体粒径醉小。
2.添加了表面处理的纳米Si3N4粉体的胶料物理性能除硬度没明显变化外均有不同程度地提高。尤其表面处理后的纳米Si3N4粉体的加人量为0.5份时硫化胶综合物理性能醉为优异。
3.添加了表面处理后纳米Si3N4粉体的硫化胶耐油性能均有所增强，其中表面处理后的纳米Si3N4粉体的加入量为0.5份时，硫化胶耐油性能醉突出。
