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。尤其是超細二氧化硅由于其粒徑很小，因此比表面積大，表面吸附力強，表面能大，化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方面具有特異的性能，以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性，在橡膠、塑料、涂料等領域應用非常廣泛。今天我們就來了解一下二氧化硅在這幾大領域的應用。
Rubber
在橡膠中應用廣泛的是氣相二氧化硅，它在硫化硅橡膠中主要起到補強作用。由于硅橡膠分子鏈非常柔順，鏈間分子作用非常弱，因此未經補強的橡膠強度非常弱，沒有使用價值，必須經過補強之后才能使用。
氣相二氧化硅表面結構（圖片來源：有機硅氟資訊）
用氣相法二氧化硅作為補強劑的橡膠物理性能良好，在醫療中有著廣泛的應用，其制品涉及醫學的各部門，比如顱腦外科、五官科、麻醉科、消化系統、心外科、腹外科及泌尿和生殖系統等。同時，滅菌橡膠醫用手套和一次性使用橡膠檢查手套、醫用膠管和醫用硅橡膠導管、醫用瓶塞和人造硅橡膠器官等也屬于醫用橡膠制品。作為醫用橡膠制品，必須滿足無毒、化學惰性、不引起過敏、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。現在綠色輪胎的概念已經出現，綠色輪胎不僅是指省油、安全、滾動阻力小的輪胎，同時也要滿足原料和生產過程的綠色化。
納米二氧化硅具有良好的補強性能，能改善橡膠的物理機械性能，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中兩個重要的部分，在其生產過程中，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業之一。白炭黑作為補強填料，能增強鞋底的耐磨性、拉伸強度和、撕裂強度以及硬度，因此廣泛用于淺色、彩色半透明和透明鞋底的制作。
傳統的對塑料增韌的方法是在基體中加入橡膠類物質，該法雖然使材料的韌性大幅度提高，但同時也使材料的強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機剛性粒子增韌，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。
在環氧樹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度降低的缺陷，達到增強增韌的目的。
由于氣相二氧化硅通過在凝聚相的物理過程提高了炭硅層的強度，使之能夠阻止燃燒中熱量和物質的傳遞。通過在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，其斷裂伸長率可以提高一倍。
紫外光固化涂料(UVCC)是20世紀60年代開發的一種環保節能涂料。與傳統涂料相比具有經濟、環境友好、節能高效的特點，其缺點是設備和原料較貴，粘結力較差且易開裂等。
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定性。
也有研究表明，納米二氧化硅的存在可以明顯提高環氧丙烯酸酯紫外光固化涂層的耐磨性能、硬度、沖擊強度和柔韌性。
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，增強涂料的穩定性。
彩色噴墨打印紙在生活領域中經常能夠用到，特別是許多大型公司經常會使用它來進行文件打印。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改善這種紙頁的性能。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的整體質量，為紙頁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題，打印效果良好，材料易得，可以說經濟又使用。
納米二氧化硅還可以對聚乙烯的相關熱能性有著良好的促進作用，不僅能夠有效提高復合材料的熱穩定性，而且在阻燃性能上也會有極大程度的提高。可以說在塑料涂料的應用中，納米二氧化硅能夠充分提高涂料的整體質量。
二氧化硅的使用在涂料領域內是非常廣泛的，特別是在金屬防護涂料中加入納米二氧化硅的話，同樣會使得涂料的質量有進一步提升。許多研究人員對納米二氧化硅的作用做出了嘗試，而結果表明，納米二氧化硅可以明顯增強金屬防護涂料的炭質層強度，而且還會提高鋼類建材的耐火極限。
參考資料：
[1]毛義梅等.納米二氧化硅的制備及其在橡膠中的應用研究進展
[2]李建新等.納米二氧化硅的制備、改性和在塑料中的應用
[3]符韻林等.納米二氧化硅在涂料中的應用及其增強木材表面特性的構想
[4]彭軒斗等.納米二氧化硅在涂料中的應用分析
[5]段先健等.氣相二氧化硅的特性及其在橡膠中的應用
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