二氧化硅廣泛存在于自然界中，它是陶瓷、玻璃等非金屬制品的主要成分。尤其是超細(xì)二氧化硅由于其粒徑很小，因此比表面積大，表面吸附力強(qiáng)，表面能大，化學(xué)純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性，在橡膠、塑料、涂料等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。今天我們就來(lái)了解一下二氧化硅在這幾大領(lǐng)域的應(yīng)用。
Rubber
在橡膠中應(yīng)用廣泛的是氣相二氧化硅，它在硫化硅橡膠中主要起到補(bǔ)強(qiáng)作用。由于硅橡膠分子鏈非常柔順，鏈間分子作用非常弱，因此未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的橡膠強(qiáng)度非常弱，沒(méi)有使用價(jià)值，必須經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)之后才能使用。
氣相二氧化硅表面結(jié)構(gòu)（圖片來(lái)源：有機(jī)硅氟資訊）
用氣相法二氧化硅作為補(bǔ)強(qiáng)劑的橡膠物理性能良好，在醫(yī)療中有著廣泛的應(yīng)用，其制品涉及醫(yī)學(xué)的各部門(mén)，比如顱腦外科、五官科、麻醉科、消化系統(tǒng)、心外科、腹外科及泌尿和生殖系統(tǒng)等。同時(shí)，滅菌橡膠醫(yī)用手套和一次性使用橡膠檢查手套、醫(yī)用膠管和醫(yī)用硅橡膠導(dǎo)管、醫(yī)用瓶塞和人造硅橡膠器官等也屬于醫(yī)用橡膠制品。作為醫(yī)用橡膠制品，必須滿足無(wú)毒、化學(xué)惰性、不引起過(guò)敏、不能致病、不變形、易加工和抗老化性能好等要求，硅橡膠能夠基本滿足這些要求。
與炭黑相比，納米二氧化硅填充綠色輪胎具有低滾動(dòng)阻力，低耗油量，因而可取代炭黑填充轎車和卡車輪胎的趨勢(shì)?，F(xiàn)在綠色輪胎的概念已經(jīng)出現(xiàn)，綠色輪胎不僅是指省油、安全、滾動(dòng)阻力小的輪胎，同時(shí)也要滿足原料和生產(chǎn)過(guò)程的綠色化。
納米二氧化硅具有良好的補(bǔ)強(qiáng)性能，能改善橡膠的物理機(jī)械性能，廣泛用于家用電器以及文體教育中的橡膠制品。
膠管膠帶是橡膠工業(yè)中兩個(gè)重要的部分，在其生產(chǎn)過(guò)程中，需要提高其耐磨性及耐疲勞性等，因此需要添加白炭黑以滿足使用要求。
在膠鞋中，尤其是鞋底中，白炭黑能100%替代炭黑，所以膠鞋是白炭黑消耗量較大的產(chǎn)業(yè)之一。白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料，能增強(qiáng)鞋底的耐磨性、拉伸強(qiáng)度和、撕裂強(qiáng)度以及硬度，因此廣泛用于淺色、彩色半透明和透明鞋底的制作。
傳統(tǒng)的對(duì)塑料增韌的方法是在基體中加入橡膠類物質(zhì)，該法雖然使材料的韌性大幅度提高，但同時(shí)也使材料的強(qiáng)度及加工性能等大幅度下降。
氣相法白炭黑增韌塑料的增韌原理是無(wú)機(jī)剛性粒子增韌，它被添加到塑料中后，可以在不削弱材料剛性的前提下提高材料的韌性，甚至還能提高材料的剛性。
在環(huán)氧樹(shù)脂中添加氣相二氧化硅可明顯改善其脆性，可以克服彈性體增韌而致的材料剛性和強(qiáng)度降低的缺陷，達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的。
由于氣相二氧化硅通過(guò)在凝聚相的物理過(guò)程提高了炭硅層的強(qiáng)度，使之能夠阻止燃燒中熱量和物質(zhì)的傳遞。通過(guò)在EVA/MH共混體中添加氣相二氧化硅并且減少總的填充量，在阻燃性能不變的情況下，其斷裂伸長(zhǎng)率可以提高一倍。
紫外光固化涂料(UVCC)是20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的一種環(huán)保節(jié)能涂料。與傳統(tǒng)涂料相比具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、節(jié)能高效的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是設(shè)備和原料較貴，粘結(jié)力較差且易開(kāi)裂等。
將納米二氧化硅填充到紫外光固化涂料中，使涂料固化后的硬度有顯著提高，耐熱性也有所改善。同時(shí)可提紫外光固化涂膜的固化速度、涂膜硬度、附著力和低溫下的熱穩(wěn)定性。
也有研究表明，納米二氧化硅的存在可以明顯提高環(huán)氧丙烯酸酯紫外光固化涂層的耐磨性能、硬度、沖擊強(qiáng)度和柔韌性。
納米二氧化硅能有效降低涂料因紫外線和紅外光照射造成的色差值，提高外墻涂料的抗老化性。還可以明顯增強(qiáng)涂料的硬度、附著力、耐候性能，提高涂料的黏度和防沉能力，增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。
彩色噴墨打印紙?jiān)谏铑I(lǐng)域中經(jīng)常能夠用到，特別是許多大型公司經(jīng)常會(huì)使用它來(lái)進(jìn)行文件打印。但是由于其表面有微孔和裂紋，所以就必須要有一種底涂來(lái)改善這種紙頁(yè)的性能。而如果在這種底涂中添加了納米二氧化硅之后，不僅能夠有效提高底涂的作用，而且還能夠提高紙頁(yè)的整體質(zhì)量，為紙頁(yè)提供良好的吸收性能。
而且如果在顏料中加人納米二氧化硅的話，可以制作性能良好的數(shù)碼彩色噴墨打印紙專用涂料，不僅能夠使涂料的載度適中，并且能夠有效解決甲醛的問(wèn)題，打印效果良好，材料易得，可以說(shuō)經(jīng)濟(jì)又使用。
納米二氧化硅還可以對(duì)聚乙烯的相關(guān)熱能性有著良好的促進(jìn)作用，不僅能夠有效提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，而且在阻燃性能上也會(huì)有極大程度的提高?？梢哉f(shuō)在塑料涂料的應(yīng)用中，納米二氧化硅能夠充分提高涂料的整體質(zhì)量。
二氧化硅的使用在涂料領(lǐng)域內(nèi)是非常廣泛的，特別是在金屬防護(hù)涂料中加入納米二氧化硅的話，同樣會(huì)使得涂料的質(zhì)量有進(jìn)一步提升。許多研究人員對(duì)納米二氧化硅的作用做出了嘗試，而結(jié)果表明，納米二氧化硅可以明顯增強(qiáng)金屬防護(hù)涂料的炭質(zhì)層強(qiáng)度，而且還會(huì)提高鋼類建材的耐火極限。
參考資料：
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[4]彭軒斗等.納米二氧化硅在涂料中的應(yīng)用分析
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