Abstract
Dispersions of fumed silica are made in 6 kinds of mono-solvents and mixed solvents which have hydroxyl group, non hydroxyl group, different polarity, and different molecular size. The viscosity and rheology behaviors of the each dispersion are investigated according to the viewpoint of solvent characteristic. The silica dispersion in polar solvent with hydroxyl group is stable and low viscous sol. The silica dispersion in non-polar solvent with non-hydroxyl group is high viscous gel. When the solvent with hydroxyl group is added to the silica dispersions with non-polar solvents, they show the reduction of viscosity with solvent content. They have minimum critical content which shows no viscosity change. The minimum critical solvent content is decreased according to the polarity of solvents with no hydroxyl group. The solvation layer which is formed on the silica surface through hydrogen bonding between hydroxyl-containing solvent and the silanol group of silica surface is the reason of stable and low viscous sol. In case of non-polar solvent, silanol on adjacent silica particles interacted directly by hydrogen bonding show high viscous and flocculated gel.
하이드록시기 유무, 극성도, 분자 크기가 서로 다른 용매 6종의 단일 용매 또는 혼합 용매계 흄드 실리카 분산체를 제조하고 각 분산체의 점도 및 유변학적 거동을 용매계의 특성의 관점에서 고찰하였다. 하이드록시기 포함 용매에 실리카를 분산하였을 때 안정적이고 저점도의 sol을 형성하였고 하이드록시기가 없고 비극성인 용매는 고점도의 gel을 형성하였다. 비극성 용매계 실리카 분산체에 하이드록시기 함유 용매를 첨가하면 일정 함량까지는 점도 감소 현상을 관찰할 수 있었으며, 더 이상의 점도 변화가 발생하지 않는 최소 임계함량이 있었다. 최소 임계함량은 하이드록시기 미포함 용매의 극성도가 클수록 줄어들었다. 하이드록시기 포함 용매계 실리카 분산체가 안정적인 저점도의 sol을 형성하는데 이는 실리카 표면의 실란올기와 용매의 하이드록시기간의 수소결합을 통한 용매화로 저점도 sol을 형성하는 것으로 볼 수 있다. 비극성용매에 실리카를 분산하였을 때는 실리카 표면의 실란올기 사이의 수소 결합을 통해 응집이 일어나 고점도의 gel이 형성되었다.
