Utjecaj veličine čestica oborinskog silicija na svojstva gumenih proizvoda
Razlog zbog kojeg sredstvo za ojačavanje može poboljšati tvrdoću i mehaničku čvrstoću gumenih proizvoda je ta što površina čestica sredstva za ojačavanje dodiruje gumene makromolekule radi stvaranja fizičke adsorpcije, dok se aktivna površina čestica sredstva za pojačanje i gumeni molekularni lanci kombiniraju kako bi tvorili čvrste kemijske veze tvore "spojenu gumu" koja ima i fizičke i kemijske učinke.
Čestice silicijuma pripravljene postupkom taloženja sadrže mnoge vrste silanola. Infracrveni spektri pokazuju da na površini silike postoje tri vrste hidroksilnih skupina: silika, izolirana svjetlosna skupina i vodikova veza. Si-O veza u centru molekularne strukture silike ima polarnost i snažnu sposobnost vezanja, zbog čega čestice silika imaju visoku površinsku aktivnost i mogu komunicirati s gumenim molekulama. U procesu rafiniranja gume, gumene alkilne skupine makromolekule razbijaju se da formiraju slobodne radikale i međusobno djeluju s površinskim slojem silike kako bi tvorile OH. Osim toga, amorfni oblik čestica silicija i neuredna kristalizacija dovode do stvaranja elektrostatskog polja na površinskom sloju, koje inducira nezasićene dvostruke veze gumenih polimera i potiče kombinaciju ta dva.
Sada bismo željeli razgovarati o utjecaju veličine čestica na svojstva gumenih proizvoda.
Veličina čestica istaloženog silicija može se podijeliti na izvornu veličinu čestica i veličinu čestica sekundarne strukture. Općenito govoreći, sekundarna struktura silike razbija se u procesu miješanja gume, pa je veličina primarnih čestica najvažniji faktor koji utječe na svojstva gumenih spojeva. Izvorna veličina čestica istaloženog silicijuma je 8-110 nm. Fine veličine čestica čine ga disperzibilnim i ima veliko učinkovito kontaktno područje s gumom, što je očito korisno za gumeno ojačanje.
Iz mehanizma ojačanja gume, količina OH na površini silike izravno je povezana s učinkom pojačanja. Američki kemičar RK ILer sažeo je sljedeća pravila u svom istraživanju odnosa veličine primarnih čestica i hidroksilnog broja hidrogela, koji su otkrili utjecaj veličine čestica silike na čvrstoću gumenih spojeva. Može se vidjeti da manji d, tj. što su aktivnije skupine, to je jača interakcija između čestica i gume i veća je čvrstoća.