概述

纳米二氧化硅为无定型白色粉末，无毒、无味、无污染，一般表面存在羟基和吸附水，具有粒径小、纯度高、密度低、比表面积大、分散性能好的特点，以及优越的稳定性、补强性、触变性和优良的光学及机械性能，广泛用于陶瓷、橡胶、塑料、涂料、黏胶剂等领域，对一些传统产品的升级具有重要意义。

物理性质

工业用SiO2，质量较轻，是一种超微细粉体，粒径在0.3μm以下，相对密度为2.319～2.653，熔点为1750℃，暴露在空气中吸潮后会形成聚合的细颗粒。且纳米的分支状态呈三维链状结构，表面存在不饱和残键和不同键合状态的羟基。

纳米二氧化硅作为纳米粉体，其体积效应和量子隧道效应使得其产生渗透作用，可深入到高分子化合物的π键附近，与高分子化合物的电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高了高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等。因而，人们常利用纳米SiO2的这些特殊结构和性能对塑料及涂料进行改性或制备有机SiO2复合材料，提高有机高分子材料的综合性能。

光学性质

纳米SiO2作为纳米粉体，其小尺寸效应和表面界面效应使得其具有与常规材料不同的光学特性。利用分光光谱仪对纳米SiO2进行测试，可知其对波长200～280nm紫外光短波段，反射率为70%～80%；对波长280～300nm的紫外中波段，反射率为80%以上；在波长300～800nm之间，纳米SiO2材料的光反射率达85%；对波长在800～1300nm的近红外光反射率也达70～80%。纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。而且其不但具有粒径小、化学纯度高、分散性好等特异性优势。还具有吸附性强、可塑性良好、同时具有高磁阻性和低热导性的优势。

应用范围

纳米二氧化硅应用于涂料、橡胶、塑料等材料时可以提高材料的力学、热学、电学和加工等性能，实现有机材料和无机纳米粒子的结合。

a.在陶瓷制品中，添加适量的纳米SiO2，不但能大大降低了陶瓷制品的脆性，而且可以使陶瓷的韧性提高了几倍甚至几十倍，光洁度亦明显提高，还使陶瓷在较低温度下烧制，从而使陶瓷制品档次提高数级。

b.在橡胶制品中是二氧化硅应用的传统领域，其中鞋类制品用量很大。目前，随着二氧化硅用量的增加，其应用的制品种类也越来越多。（1）制造胶辊。如用于复印机或激光打印机的半导电性胶辊，电子摄影机连续输送胶片的胶辊，金属芯硅橡胶辊。（2）制造轮胎。主要的应用是制造绿色轮胎，如白炭黑补强顺丁橡胶用于轮胎胎面。另外，还可利用纳米SiO2改性轮胎侧面胶生产彩色轮胎。（3）用于补强硅橡胶制备薄膜、垫片。

c.在塑料制品中，作为补强剂添加到塑料中，而纳米SiO2的作用不仅是补强，它还具有许多新的性能，这主要是利用纳米SiO2透光、粒度小，可以使塑料变得更加致密。如在聚苯乙烯塑料薄膜中添加纳米SiO2后，不但提高了其透明度、强度、韧性，而且在防水性能和抗老化性能方面也有明显提高。

d.在涂料制品中，具有极强的紫外和红外反射特性，因此，它添加到涂料中能对涂料形成屏蔽作用，从而达到抗紫外老化和热老化的目的，同时，增加了涂料的隔热性。另外，纳米SiO2还具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，不仅增加了涂料的强度和光洁度，而且还能保持涂料的颜色长期不变。

e.在喷墨打印纸中用于喷墨打印纸的涂覆材料。彩色喷墨打印出来的画面要求色彩鲜艳、清晰度高，很关键的一个因素就是彩色喷墨打印纸的质量，而彩色喷墨打印纸的质量主要决定于其吸墨涂层的性能。吸墨涂层中的主要成分一般是两类：高分子树脂和颜料颗粒。作为颜料颗粒，目前各国主要采用的是二氧化硅。这些二氧化硅的结构和性能对吸墨涂层的质量有决定性的影响。二氧化硅的作用是在涂层中形成含有大量微孔的网络,对喷印的墨滴起吸附并固着作用，防止墨滴的渗色和深层渗透，从而使打印的图象具有较高的饱和度和清晰度，达到多层彩色相纸的质量水平。

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