ឥទ្ធិពលនៃលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗនៃស៊ីលីកាដែលបានធ្លាក់លើភាពធន់នឹងការសឹកកៅស៊ូ

ស៊ីលីកាដែលបានធ្លាក់គឺជាសារធាតុបំពេញបន្ថែមដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មកៅស៊ូ។ លក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗរបស់វាប៉ះពាល់ដោយប្រយោល ឬដោយផ្ទាល់ទៅលើភាពធន់នឹងការកកិតនៃកៅស៊ូ ដោយជះឥទ្ធិពលដល់អន្តរកម្មជាមួយម៉ាទ្រីសកៅស៊ូ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃកៅស៊ូ។ ខាងក្រោមនេះ ដោយចាប់ផ្តើមពីលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ៗ យើងវិភាគលម្អិតអំពីយន្តការនៃឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើភាពធន់នឹងការកកិតកៅស៊ូ៖

១. ផ្ទៃជាក់លាក់ (BET)

ផ្ទៃជាក់លាក់គឺជាលក្ខណៈសម្បត្តិស្នូលបំផុតមួយនៃស៊ីលីកា ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងដោយផ្ទាល់នូវផ្ទៃប៉ះរបស់វាជាមួយនឹងកៅស៊ូ និងសមត្ថភាពពង្រឹង ដែលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ភាពធន់នឹងការកកិត។

(1) ឥទ្ធិពលវិជ្ជមាន៖ ក្នុងចន្លោះជាក់លាក់មួយ ការបង្កើនផ្ទៃជាក់លាក់ (ឧទាហរណ៍ ពី 100 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម ដល់ 200 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម) បង្កើនផ្ទៃទំនាក់ទំនងរវាងស៊ីលីកា និងម៉ាទ្រីសកៅស៊ូ។ នេះអាចបង្កើនកម្លាំងភ្ជាប់គ្នាតាមរយៈ "ឥទ្ធិពលយុថ្កា" ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ និងឥទ្ធិពលពង្រឹងរបស់កៅស៊ូ។ នៅចំណុចនេះ ភាពរឹង កម្លាំងទាញ និងភាពរឹងមាំនៃការរហែករបស់កៅស៊ូកើនឡើង។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់ វាមិនសូវងាយនឹងដាច់ចេញពីសម្ភារៈដោយសារតែភាពតានតឹងក្នុងតំបន់ហួសប្រមាណ ដែលនាំឱ្យមានភាពប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃភាពធន់នឹងការសឹក។

(2) ឥទ្ធិពលអវិជ្ជមាន៖ ប្រសិនបើផ្ទៃជាក់លាក់មានទំហំធំពេក (ឧទាហរណ៍ លើសពី 250 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម) កម្លាំង van der Waals និងចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងភាគល្អិតស៊ីលីកានឹងរឹងមាំ ដែលងាយបណ្តាលឱ្យមានការកកកុញ (ជាពិសេសដោយគ្មានការព្យាបាលលើផ្ទៃ) ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃភាពរលាយ។ ការកកកុញបង្កើតជា "ចំណុចប្រមូលផ្តុំភាពតានតឹង" នៅក្នុងកៅស៊ូ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់ ការបាក់ឆ្អឹងច្រើនតែកើតឡើងនៅជុំវិញការកកកុញ ដែលផ្ទុយទៅវិញកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ មានជួរផ្ទៃជាក់លាក់ល្អបំផុតមួយ (ជាធម្មតា 150-220 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម ប្រែប្រួលទៅតាមប្រភេទកៅស៊ូ) ដែលភាពរលាយ និងប្រសិទ្ធភាពពង្រឹងមានតុល្យភាព ដែលនាំឱ្យមានភាពធន់នឹងការកកិតល្អបំផុត។

2. ទំហំភាគល្អិត និងការចែកចាយទំហំ

ទំហំភាគល្អិតបឋម (ឬទំហំសរុប) និងការចែកចាយស៊ីលីកាប៉ះពាល់ដោយប្រយោលដល់ភាពធន់នឹងការកកិត ដោយជះឥទ្ធិពលដល់ឯកសណ្ឋាននៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ និងអន្តរកម្មរវាងផ្ទៃ។

(1) ទំហំភាគល្អិត៖ ទំហំភាគល្អិតតូចៗ (ជាធម្មតាមានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានជាមួយនឹងផ្ទៃជាក់លាក់) ត្រូវគ្នាទៅនឹងផ្ទៃជាក់លាក់ធំជាង និងឥទ្ធិពលពង្រឹងខ្លាំងជាង (ដូចខាងលើ)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទំហំភាគល្អិតតូចពេក (ឧទាហរណ៍ ទំហំភាគល្អិតបឋម < 10 nm) បង្កើនថាមពលប្រមូលផ្តុំរវាងភាគល្អិតយ៉ាងច្រើន ដែលបង្កើនការលំបាកក្នុងការបំបែកយ៉ាងខ្លាំង។ ផ្ទុយទៅវិញ នេះនាំឱ្យមានពិការភាពក្នុងតំបន់ ដែលកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

(2) ការចែកចាយទំហំភាគល្អិត៖ ស៊ីលីកាដែលមានការចែកចាយទំហំភាគល្អិតតូចចង្អៀត បំបែកបានកាន់តែស្មើគ្នានៅក្នុងកៅស៊ូ ដោយជៀសវាង "ចំណុចខ្សោយ" ដែលបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតធំៗ (ឬសារធាតុប្រមូលផ្តុំ)។ ប្រសិនបើការចែកចាយធំទូលាយពេក (ឧទាហរណ៍ មានភាគល្អិតទាំង 10 nm និងលើសពី 100 nm) ភាគល្អិតធំៗក្លាយជាចំណុចចាប់ផ្តើមនៃការពាក់ (ជាពិសេសត្រូវបានពាក់ចេញក្នុងអំឡុងពេលសំណឹក) ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃភាពធន់នឹងសំណឹក។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ស៊ីលីកាដែលមានទំហំភាគល្អិតតូច (ដែលត្រូវគ្នានឹងផ្ទៃជាក់លាក់ល្អបំផុត) និងការចែកចាយតូចចង្អៀតមានប្រយោជន៍ជាងសម្រាប់បង្កើនភាពធន់នឹងការកកិត។

៣.រចនាសម្ព័ន្ធ (តម្លៃស្រូបយក DBP)

រចនាសម្ព័ន្ធឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាពស្មុគស្មាញនៃមែកធាងនៃសារធាតុស៊ីលីកា (កំណត់លក្ខណៈដោយតម្លៃស្រូបយក DBP; តម្លៃខ្ពស់បង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធខ្ពស់)។ វាប៉ះពាល់ដល់រចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញកៅស៊ូ និងភាពធន់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ។

(1) ឥទ្ធិពលវិជ្ជមាន៖ ស៊ីលីកាដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខ្ពស់បង្កើតជាសារធាតុផ្សំមែកធាងបីវិមាត្រ ដែលបង្កើតបានជា "បណ្តាញគ្រោងឆ្អឹង" ក្រាស់ជាងមុននៅក្នុងកៅស៊ូ។ នេះជួយបង្កើនភាពបត់បែន និងភាពធន់នឹងការបង្ហាប់របស់កៅស៊ូ។ ក្នុងអំឡុងពេលសំណឹក បណ្តាញនេះអាចទប់កម្លាំងប៉ះទង្គិចខាងក្រៅ កាត់បន្ថយការពាក់អស់កម្លាំងដែលបណ្តាលមកពីការខូចទ្រង់ទ្រាយម្តងហើយម្តងទៀត ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងសំណឹក។

(2) ឥទ្ធិពលអវិជ្ជមាន៖ រចនាសម្ព័ន្ធខ្ពស់ពេក (ការស្រូបយក DBP > 300 mL/100g) ងាយនឹងបង្កឲ្យមានការជាប់គាំងរវាងសារធាតុស៊ីលីកា។ នេះនាំឱ្យមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃ viscosity Mooney អំឡុងពេលលាយកៅស៊ូ លំហូរដំណើរការមិនល្អ និងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមិនស្មើគ្នា។ តំបន់ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់ពេកក្នុងតំបន់នឹងជួបប្រទះនឹងការពាក់លឿនដោយសារតែកំហាប់ភាពតានតឹង ដែលផ្ទុយទៅវិញកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ រចនាសម្ព័ន្ធមធ្យម (ការស្រូបយក DBP 200-250 mL/100g) គឺស័ក្តិសមជាងសម្រាប់ការធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពរវាងសមត្ថភាពដំណើរការ និងភាពធន់នឹងការកកិត។

៤. មាតិកាអ៊ីដ្រូស៊ីលលើផ្ទៃ (Si-OH)

ក្រុមស៊ីឡាណុល (Si-OH) នៅលើផ្ទៃស៊ីលីកា គឺជាគន្លឹះក្នុងការជះឥទ្ធិពលដល់ភាពឆបគ្នារបស់វាជាមួយកៅស៊ូ ដែលប៉ះពាល់ដោយប្រយោលដល់ភាពធន់នឹងការកកិតតាមរយៈកម្លាំងភ្ជាប់អន្តរមុខ។

(1) មិនបានព្យាបាល៖ មាតិកាអ៊ីដ្រូស៊ីលខ្ពស់ពេក (> 5 ក្រុម/nm²) ងាយនឹងនាំឱ្យមានការស្អិតជាប់គ្នាយ៉ាងរឹងមាំរវាងភាគល្អិតតាមរយៈចំណងអ៊ីដ្រូសែន ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមិនល្អ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីលមានភាពឆបគ្នាមិនល្អជាមួយម៉ូលេគុលកៅស៊ូ (ភាគច្រើនមិនមែនប៉ូល) ដែលនាំឱ្យមានចំណងអន្តរមុខខ្សោយ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់ ស៊ីលីកាងាយនឹងដាច់ចេញពីកៅស៊ូ ដែលកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

(2) ព្យាបាលដោយសារធាតុភ្ជាប់ស៊ីឡាន៖ សារធាតុភ្ជាប់ (ឧ. Si69) មានប្រតិកម្មជាមួយក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីល ដែលកាត់បន្ថយការកកកុញរវាងភាគល្អិត និងណែនាំក្រុមដែលឆបគ្នាជាមួយកៅស៊ូ (ឧ. ក្រុមមឺកាបតូ) បង្កើនកម្លាំងភ្ជាប់អន្តរមុខ។ នៅចំណុចនេះ “យុថ្កាគីមី” បង្កើតឡើងរវាងស៊ីលីកា និងកៅស៊ូ។ ការផ្ទេរភាពតានតឹងក្លាយជាឯកសណ្ឋាន ហើយការរបកអន្តរមុខមិនទំនងកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលពាក់ ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពធន់នឹងការកកិត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ មាតិកាអ៊ីដ្រូស៊ីលត្រូវមានកម្រិតមធ្យម (៣-៥ ក្រុម/nm²) ហើយត្រូវតែផ្សំជាមួយនឹងការព្យាបាលដោយសារធាតុភ្ជាប់ស៊ីឡាន ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការភ្ជាប់អន្តរមុខ និងបង្កើនភាពធន់នឹងការកកិត។

៥. តម្លៃ pH

តម្លៃ pH នៃស៊ីលីកា (ជាធម្មតា 6.0-8.0) ប៉ះពាល់ជាចម្បងដោយប្រយោលដល់ភាពធន់នឹងការកកិត ដោយជះឥទ្ធិពលដល់ប្រព័ន្ធវ៉ាល់កានីសជ័រ។

(1) មានជាតិអាស៊ីតខ្លាំងពេក (pH < 6.0): រារាំងសកម្មភាពរបស់សារធាតុបង្កើនល្បឿនការឡើងរឹងរបស់កៅស៊ូ ដែលពន្យារពេលអត្រាឡើងរឹងរបស់កៅស៊ូ ហើយថែមទាំងអាចនាំឱ្យមានការឡើងរឹងរបស់កៅស៊ូមិនពេញលេញ និងដង់ស៊ីតេតំណភ្ជាប់មិនគ្រប់គ្រាន់នៅក្នុងកៅស៊ូ។ កៅស៊ូដែលមានដង់ស៊ីតេតំណភ្ជាប់ទាបមានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចថយចុះ (ឧទាហរណ៍ កម្លាំងទាញ ភាពរឹង)។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់ វាងាយនឹងខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិក និងបាត់បង់សម្ភារៈ ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពធន់នឹងការកកិតមិនល្អ។

(2) អាល់កាឡាំងច្រើនពេក (pH > 8.0): អាចបង្កើនល្បឿននៃការហួត (ជាពិសេសសម្រាប់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន thiazole) ដែលបណ្តាលឱ្យមានការហួតដំបូងលឿនពេក និងការភ្ជាប់គ្នាមិនស្មើគ្នា (ការភ្ជាប់គ្នាលើសកម្រិតក្នុងតំបន់ ឬការភ្ជាប់គ្នាក្រោមកម្រិត)។ តំបន់ដែលភ្ជាប់គ្នាលើសកម្រិតក្លាយជាផុយ តំបន់ដែលភ្ជាប់គ្នាក្រោមកម្រិតមានកម្លាំងទាប។ ទាំងពីរនេះនឹងកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ អព្យាក្រឹតទៅមានជាតិអាស៊ីតបន្តិច (pH 5.0-7.0) គឺអំណោយផលជាងសម្រាប់ការឡើងរឹងដោយឯកសណ្ឋាន ដែលធានាបាននូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចកៅស៊ូ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងការកកិត។

៦. មាតិកាមិនបរិសុទ្ធ

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងស៊ីលីកា (ដូចជាអ៊ីយ៉ុងលោហៈដូចជា Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ ឬអំបិលដែលមិនមានប្រតិកម្ម) អាចកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិតដោយបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធកៅស៊ូ ឬរំខានដល់ដំណើរការវល់កានីស។

(1) អ៊ីយ៉ុងលោហៈ៖ អ៊ីយ៉ុងលោហៈអន្តរកាលដូចជា Fe³⁺ ជំរុញភាពចាស់នៃអុកស៊ីតកម្មកៅស៊ូ ដោយបង្កើនល្បឿនការបំបែកខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលកៅស៊ូ។ នេះនាំឱ្យមានការពុកផុយនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសម្ភារៈតាមពេលវេលា ដែលកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។ Ca²⁺, Mg²⁺ អាចមានប្រតិកម្មជាមួយសារធាតុ vulcanizing នៅក្នុងកៅស៊ូ ដែលរំខានដល់ vulcanization និងបន្ថយដង់ស៊ីតេ crosslink។

(2) អំបិលរលាយ៖ មាតិកាអំបិលមិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ពេក (ឧ. Na₂SO₄) បង្កើនសំណើមនៃស៊ីលីកា ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតពពុះកំឡុងពេលដំណើរការកៅស៊ូ។ ពពុះទាំងនេះបង្កើតពិការភាពខាងក្នុង។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់ ការបរាជ័យច្រើនតែចាប់ផ្តើមនៅកន្លែងពិការភាពទាំងនេះ ដែលកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការកកិត។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ កម្រិត​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ត្រូវតែ​ត្រូវ​បាន​គ្រប់គ្រង​យ៉ាង​តឹងរ៉ឹង (ឧទាហរណ៍ Fe³⁺ < 1000 ppm) ដើម្បី​កាត់បន្ថយ​ផលប៉ះពាល់​អវិជ្ជមាន​លើ​ដំណើរការ​កៅស៊ូ។

សរុបមក ឥទ្ធិពលនៃស៊ីលីកា​ធ្លាក់​ចុះលើភាពធន់នឹងការសឹកនៃកៅស៊ូ គឺជាលទ្ធផលនៃឥទ្ធិពលសហការនៃលក្ខណៈសម្បត្តិច្រើនយ៉ាង៖ ផ្ទៃជាក់លាក់ និងទំហំភាគល្អិតកំណត់សមត្ថភាពពង្រឹងជាមូលដ្ឋាន។ រចនាសម្ព័ន្ធប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពនៃបណ្តាញកៅស៊ូ។ ក្រុមអ៊ីដ្រូស៊ីលលើផ្ទៃ និង pH គ្រប់គ្រងចំណងអន្តរមុខ និងឯកសណ្ឋាននៃការហួលកានីស។ ខណៈពេលដែលភាពមិនបរិសុទ្ធធ្វើឱ្យខូចដំណើរការដោយបំផ្លាញរចនាសម្ព័ន្ធ។ ក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិត្រូវតែធ្វើឱ្យប្រសើរតាមប្រភេទកៅស៊ូ (ឧទាហរណ៍ សមាសធាតុសំបកកង់ សារធាតុផ្សាភ្ជាប់)។ ឧទាហរណ៍ សមាសធាតុសំបកកង់ជាធម្មតាជ្រើសរើសស៊ីលីកាដែលមានផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់ រចនាសម្ព័ន្ធមធ្យម ភាពមិនបរិសុទ្ធទាប និងផ្សំជាមួយនឹងការព្យាបាលភ្នាក់ងារភ្ជាប់ស៊ីឡានដើម្បីបង្កើនភាពធន់នឹងការសឹក។