概述

納米二氧化硅為無(wú)定型白色粉末，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染，一般表面存在羥基和吸附水，具有粒徑小、純度高、密度低、比表面積大、分散性能好的特點(diǎn)，以及優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、觸變性和優(yōu)良的光學(xué)及機(jī)械性能，廣泛用于陶瓷、橡膠、塑料、涂料、黏膠劑等領(lǐng)域，對(duì)一些傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級(jí)具有重要意義。

物理性質(zhì)

工業(yè)用SiO2，質(zhì)量較輕，是一種超微細(xì)粉體，粒徑在0.3μm以下，相對(duì)密度為2.319～2.653，熔點(diǎn)為1750℃，暴露在空氣中吸潮后會(huì)形成聚合的細(xì)顆粒。且納米的分支狀態(tài)呈三維鏈狀結(jié)構(gòu)，表面存在不飽和殘鍵和不同鍵合狀態(tài)的羥基。

納米二氧化硅SiO2作為納米粉體，其體積效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)使得其產(chǎn)生滲透作用，可深入到高分子化合物的π鍵附近，與高分子化合物的電子云發(fā)生重疊，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大幅度提高了高分子材料的力學(xué)強(qiáng)度、韌性、耐磨性和耐老化性等。因而，人們常利用納米SiO2的這些特殊結(jié)構(gòu)和性能對(duì)塑料及涂料進(jìn)行改性或制備有機(jī)SiO2復(fù)合材料，提高有機(jī)高分子材料的綜合性能。

光學(xué)性質(zhì)

納米SiO2作為納米粉體，其小尺寸效應(yīng)和表面界面效應(yīng)使得其具有與常規(guī)材料不同的光學(xué)特性。利用分光光譜儀對(duì)納米SiO2進(jìn)行測(cè)試，可知其對(duì)波長(zhǎng)200～280nm紫外光短波段，反射率為70%～80%；對(duì)波長(zhǎng)280～300nm的紫外中波段，反射率為80%以上；在波長(zhǎng)300～800nm之間，納米SiO2材料的光反射率達(dá)85%；對(duì)波長(zhǎng)在800～1300nm的近紅外光反射率也達(dá)70～80%。納米二氧化硅的小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)使其產(chǎn)生淤滲作用，可深入到高分子鏈的不飽和鍵附近，并和不飽和鍵的電子云發(fā)生作用，改善高分子材料的熱、光穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的抗老化性和耐化學(xué)性。而且其不但具有粒徑小、化學(xué)純度高、分散性好等特異性優(yōu)勢(shì)。還具有吸附性強(qiáng)、可塑性良好、同時(shí)具有高磁阻性和低熱導(dǎo)性的優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用范圍

納米二氧化硅應(yīng)用于涂料、橡膠、塑料等材料時(shí)可以提高材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和加工等性能，實(shí)現(xiàn)有機(jī)材料和無(wú)機(jī)納米粒子的結(jié)合。

a.在陶瓷制品中，添加適量的納米SiO2，不但能大大降低了陶瓷制品的脆性，而且可以使陶瓷的韌性提高了幾倍甚至幾十倍，光潔度亦明顯提高，還使陶瓷在較低溫度下燒制，從而使陶瓷制品檔次提高數(shù)級(jí)。

b.在橡膠制品中是二氧化硅應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域，其中鞋類制品用量很大。目前，隨著二氧化硅用量的增加，其應(yīng)用的制品種類也越來(lái)越多。（1）制造膠輥。如用于復(fù)印機(jī)或激光打印機(jī)的半導(dǎo)電性膠輥，電子攝影機(jī)連續(xù)輸送膠片的膠輥，金屬芯硅橡膠輥。（2）制造輪胎。主要的應(yīng)用是制造綠色輪胎，如白炭黑補(bǔ)強(qiáng)順丁橡膠用于輪胎胎面。另外，還可利用納米SiO2改性輪胎側(cè)面膠生產(chǎn)彩色輪胎。（3）用于補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠制備薄膜、墊片。

c.在塑料制品中，作為補(bǔ)強(qiáng)劑添加到塑料中，而納米SiO2的作用不僅是補(bǔ)強(qiáng)，它還具有許多新的性能，這主要是利用納米SiO2透光、粒度小，可以使塑料變得更加致密。如在聚苯乙烯塑料薄膜中添加納米SiO2后，不但提高了其透明度、強(qiáng)度、韌性，而且在防水性能和抗老化性能方面也有明顯提高。

d.在涂料制品中，具有極強(qiáng)的紫外和紅外反射特性，因此，它添加到涂料中能對(duì)涂料形成屏蔽作用，從而達(dá)到抗紫外老化和熱老化的目的，同時(shí)，增加了涂料的隔熱性。另外，納米SiO2還具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅增加了涂料的強(qiáng)度和光潔度，而且還能保持涂料的顏色長(zhǎng)期不變。

e.在噴墨打印紙中用于噴墨打印紙的涂覆材料。彩色噴墨打印出來(lái)的畫(huà)面要求色彩鮮艷、清晰度高，很關(guān)鍵的一個(gè)因素就是彩色噴墨打印紙的質(zhì)量，而彩色噴墨打印紙的質(zhì)量主要決定于其吸墨涂層的性能。吸墨涂層中的主要成分一般是兩類：高分子樹(shù)脂和顏料顆粒。作為顏料顆粒，目前各國(guó)主要采用的是二氧化硅。這些二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)吸墨涂層的質(zhì)量有決定性的影響。二氧化硅的作用是在涂層中形成含有大量微孔的網(wǎng)絡(luò),對(duì)噴印的墨滴起吸附并固著作用，防止墨滴的滲色和深層滲透，從而使打印的圖象具有較高的飽和度和清晰度，達(dá)到多層彩色相紙的質(zhì)量水平。

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