中國粉體網(wǎng)訊 白炭黑又名二氧化硅,，是一種重要的無機(jī)化工原料。白炭黑特殊的表面結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)使其具有優(yōu)越的穩(wěn)定性,、補(bǔ)強(qiáng)性,、增稠性和觸變性等，從而成為橡膠,、涂料和塑料等諸多領(lǐng)域重要的無機(jī)填料,。
一．白炭黑的表面改性
改性前
改性后
白炭黑內(nèi)部的聚硅氧和表面的活性硅醇基，使白炭黑具有親水性,，在有機(jī)相中很難濕潤或分散,。并且表面存在羥基，表面能較大,，聚集體易凝聚,，從而影響產(chǎn)品的性能。在生產(chǎn)過程中容易團(tuán)聚,、親水,、使成本偏高、效率低且能源消耗嚴(yán)重,。在環(huán)保重壓下,，降低成本，提高效率,，改善表面疏水性就變得尤為重要,。
白炭黑表面上有三種羥基，一是孤立的,、沒受干擾的自由羥基,；二是雙生的，兩個(gè)羥基連在一個(gè)Si原子上,；三是連生的,、彼此形成氫鍵的締合羥基,。
白炭黑的表面改性就是利用改性劑通過化學(xué)工藝使白炭黑表面的羥基與改性劑發(fā)生反應(yīng)，消除或減少表面的硅醇基,，以達(dá)到改變表面性質(zhì)的目的,。
二．表面改性的工藝
根據(jù)改性劑的性質(zhì)可以將表面改性分為有機(jī)物改性和無機(jī)物改性。其中主要方法是有機(jī)物改性,。有機(jī)物改性的技術(shù)關(guān)鍵是有機(jī)硅烷化,，即有機(jī)基團(tuán)取代白炭黑表面的羥基。
有機(jī)物改性又分為干法,，濕法和壓熱法,。目前，世界發(fā)達(dá)國家改性氣相白炭黑均采用干法工藝,，流程如下：
干法優(yōu)點(diǎn)：
過程簡單,，后處理工序少，改性工藝容易和氣相白炭黑生產(chǎn)工藝相連接,，容易規(guī)�,；a(chǎn)。
干法缺點(diǎn)：
改性劑用量多,，設(shè)備要求高,，操作過程嚴(yán)格，生產(chǎn)成本高,。
常用濕法改性有兩種,，一是將干燥的白炭黑與改性劑和有機(jī)溶劑組成的溶液一起加熱煮沸，回流,，分離,，干燥。這種方法改性劑用量小,，生產(chǎn)工藝簡單,，產(chǎn)品質(zhì)量可控制。缺點(diǎn)是后處理復(fù)雜,，容易造成污染,，較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。二是在生產(chǎn)沉淀白炭黑的過程中直接改性,。具體工藝如下：
這種方法的特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單,，使用設(shè)備較少，生產(chǎn)成本較低,。
三．常用改性劑和改性原理
常用改性劑大致可分為有機(jī)鹵化硅烷,、硅烷偶聯(lián)劑、硅氮烷,、硅氧烷和醇類化合物,。
（1）有機(jī)鹵化硅烷類有二甲基二氯硅烷,，三甲基氯硅烷。
（2）硅烷偶聯(lián)劑有六甲基二硅氮烷,，六甲基乙基硅氮烷,，三甲基乙氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷等,。
（3）硅氮烷類有六甲基二硅胺烷等。
（4）硅氧烷類有聚二甲基硅氧烷,，六甲基二硅氧烷等,。
（5）醇類化合物有丁醇，戊醇,，直鏈庚醇等,。
四.改性白炭黑的應(yīng)用
在橡膠制品中，改性白炭黑是很重要的補(bǔ)強(qiáng)劑,。彌補(bǔ)了炭黑不能用在淺色制品中的空白,。輪胎制作中加入改性白炭黑能提高膠料的物理性能、減少膠料滯后,、降低輪胎的滾動(dòng)阻力,，同時(shí)不損失其抗?jié)窕裕辉诿芊饽z和膠粘劑中使用改性白炭黑可以改善分散性和相容性,，增強(qiáng)產(chǎn)品的耐久性,；白炭黑是涂料中常用的消光劑，加入改性白炭黑可以改善白炭黑在涂料中的分散性,，不容易聚集沉淀,。相較來說，改性白炭黑比普通白炭黑的應(yīng)用效果更好,，應(yīng)用范圍更廣,。
五.總結(jié)
改性后的白炭黑不僅具備普通白炭黑的優(yōu)異性能，同時(shí)因?yàn)楦纳屏似涫杷院捅砻嫘再|(zhì),，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改性白炭黑市場空間巨大,，更環(huán)保更經(jīng)濟(jì)地大規(guī)模生產(chǎn)改性白炭黑是白炭黑生產(chǎn)廠家發(fā)展的一個(gè)方向,。
