中國(guó)粉體網(wǎng)訊 不同于“蘇打四兄弟”那樣一根藤上四個(gè)瓜，每個(gè)瓜都有獨(dú)立的化學(xué)式,。這些硅粉物質(zhì)有一個(gè)共同的化學(xué)式SiO2,，尤其是白炭黑和納米二氧化硅，雖然有些情況下兩者可以互換“冒充”,，但如果把兩者之間劃等號(hào)顯然是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)�,。那我們今天就�?lái)看一下，硅微粉,、白炭黑和納米二氧化硅到底是啥關(guān)系,。
概念
硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2）經(jīng)破碎,、球磨（或振動(dòng)、氣流磨）,、浮選,、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉,。
白炭黑是無(wú)定型硅酸及硅酸鹽類(lèi)產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng),，在橡膠工業(yè)中補(bǔ)強(qiáng)作用類(lèi)似于炭黑，被稱(chēng)為白炭黑,，分子式為SiO2·nH2O,，其中nH2O是以表面羥基的形式存在,，外觀看起來(lái)一般是白色，是一種無(wú)定形沒(méi)有氣味及毒性的顆粒狀固體,。
納米二氧化硅是指顆粒粒徑在納米量級(jí)(小于100nm)的超細(xì)二氧化硅顆粒,。它是一種無(wú)定型、白色,、無(wú)味,、無(wú)毒的粉末狀物質(zhì)，是一種表面存在吸附水性羥基基團(tuán)的納米材料,。
不論是硅微粉,、白炭黑還是納米二氧化硅，這3者的主要成分都是SiO2,。不同的是白炭黑除了指沉淀二氧化硅,、氣相二氧化硅和超細(xì)二氧化硅凝膠外，還包括粉末狀硅酸鋁和硅酸鈣等,，大多情況下它的組成可用SiO2·nH2O表示,，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
硅微粉
二氧化硅有晶態(tài)和無(wú)定形非晶體兩種形態(tài),，從硅微粉的概念上來(lái)看,，它是二氧化硅微粉的統(tǒng)稱(chēng)，所以硅微粉包含晶體狀態(tài)和非晶體狀態(tài),，它是以硅氧四面體為基本結(jié)構(gòu)形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。
二氧化硅原子結(jié)構(gòu)
白炭黑
白炭黑是非晶型的無(wú)定形二氧化硅顆粒，具有一定的枝杈結(jié)構(gòu),。它同樣擁有由硅和氧構(gòu)成的空間四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，氧位于四面體的頂點(diǎn)之上，硅位于四面體的中心位置,，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就在于頂點(diǎn)上的氧和其他各個(gè)面上的頂點(diǎn)共點(diǎn),，使得SiO2 呈電中性。
白炭黑的表面有三種不同類(lèi)型的羥基：一種羥基為在脫過(guò)水的白炭黑表面存在的硅氧基,，溫度的增加不易脫除硅氧基,；另一種羥基因?yàn)槠浜姓娦訦原子，因此特別容易與具有負(fù)電性的原子發(fā)生氫鍵結(jié)合,，被稱(chēng)為隔離羥基,；還有一種是對(duì)極性物質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附作用，彼此之間能以氫鍵的形式互相結(jié)合的相鄰羥基,。
白炭黑結(jié)構(gòu)示意圖
納米二氧化硅
納米二氧化硅外觀為無(wú)定形白色粉末,，呈絮狀和網(wǎng)狀的準(zhǔn)顆粒狀態(tài)。其微觀結(jié)構(gòu)近似球形,，顆粒表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基,，其分子狀態(tài)是三維鏈狀結(jié)構(gòu),。
性質(zhì)
硅微粉
1、具有良好的絕緣性：由于硅微粉純度高,，雜質(zhì)含量低,，性能穩(wěn)定，電絕緣性能優(yōu)異,，使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能,。
2、能降低環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)的放熱峰值溫度,，降低固化物的線膨脹系數(shù)和收縮率,，從而消除固化物的內(nèi)應(yīng)力，防止開(kāi)裂,。
3,、抗腐蝕性：硅微粉不易與其他物質(zhì)反應(yīng)，與大部分酸,、堿不起化學(xué)反應(yīng),，其顆粒均勻覆蓋在物件表面，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,。
4,、顆粒級(jí)配合理，使用時(shí)能減少和消除沉淀,、分層現(xiàn)象,；可使固化物的抗拉、抗壓強(qiáng)度增強(qiáng),，耐磨性能提高,，并能增大固化物的導(dǎo)熱系數(shù)，增加阻燃性能,。
5,、經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的硅微粉，對(duì)各類(lèi)樹(shù)脂有良好的浸潤(rùn)性,，吸附性能好,，易混合，無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,。
6,、硅微粉作為填充料，加入有機(jī)樹(shù)脂中,，不但提高了固化物的各項(xiàng)性能，同時(shí)也降低了產(chǎn)品成本,。
白炭黑
白炭黑是一種多孔性的物質(zhì),，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,，不燃，耐高溫,，無(wú)味,，無(wú)臭，電絕緣性良好,，其聚集體形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)與炭黑相似,。白炭黑的用途十分廣泛，可作為補(bǔ)強(qiáng)劑用于橡膠制品,、分散劑,、載體等。
納米二氧化硅
納米二氧化硅是一種無(wú)毒,、無(wú)味,、無(wú)污染的白色無(wú)機(jī)非金屬材料 ,顆粒粒徑小（0-100nm）,。 其比表面積大 ,對(duì)紫外,、紅外、可見(jiàn)光具有極強(qiáng)的反射特性 ,納米二氧化硅的體積效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)使其產(chǎn)生游滲作用 ,可與有機(jī)分子化合物形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,從而大幅度提高高分子材料的力學(xué)強(qiáng)度,、韌性,、耐磨性和耐老化性等。
部分納米二氧化硅的技術(shù)指標(biāo)表
分類(lèi)
硅微粉
硅微粉根據(jù)用途可分為普通硅微粉（PG）,、電工級(jí)硅微粉（DG）,、電子級(jí)硅微粉（JG）；按其顆粒形態(tài)分為角形硅微粉和球形硅微粉,；其中以石英礦或硅石為原料直接粉磨得到的硅微粉稱(chēng)為結(jié)晶硅微粉,，以熔融石英為原料粉磨得到的硅微粉稱(chēng)為熔融硅微粉（RG）。
對(duì)上述硅微粉進(jìn)行有機(jī)表面改性后分別稱(chēng)為普通活性硅微粉（PGH）,、電工級(jí)活性硅微粉（DGH）,、電子級(jí)結(jié)晶型活性硅微粉（JGH）、電子級(jí)熔融型活性硅微粉（RGH）及球形硅微粉,。
白炭黑
白炭黑根據(jù)它的制備方法分為沉淀法白炭黑,、氣相法白炭黑、非金屬礦白炭黑及禾本科植物法白炭黑,。
納米二氧化硅
納米二氧化硅根據(jù)它的制備方法分為物理法與化學(xué)法納米二氧化硅,。其中化學(xué)法又分為化學(xué)氣相反應(yīng)法、沉淀法,、溶膠 -凝膠法,、微乳液法及固相反應(yīng)法。
應(yīng)用
硅微粉
白炭黑
納米二氧化硅
總結(jié)
綜上所述，三者在概念上有所不同,，但還是存在一定的關(guān)系,。
1、三者成分都是SiO2,，只不過(guò)白炭黑在大多數(shù)情況下它的組成可用SiO2·nH2O表示,，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。
2,、在原子結(jié)構(gòu)上三者都有硅氧四面體結(jié)構(gòu),，但在微觀結(jié)構(gòu)上白炭黑表面存在三種不同類(lèi)型的羥基。
3,、在性質(zhì)上,，三者都具有無(wú)色無(wú)味、比表面積大,、絕緣,、穩(wěn)定的特性。
4,、在應(yīng)用上,，三者都廣泛應(yīng)用于橡膠、陶瓷,、塑料,、涂料油漆等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍有所交叉重合,。另外,，白炭黑在橡膠制品中代替炭黑得到了非常廣泛的應(yīng)用。
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