真空輸送物料白炭黑介紹

　　白炭黑，又稱為水合二氧化硅或者膠體二氧化硅，分子式為SiO2-x•nH2O(x=0.4-0.8)，是一種白色、無(wú)毒、無(wú)定形的多孔性物質(zhì)。一次結(jié)構(gòu)的粒徑約為16-40nm，比表面積約為 40-170m2•g-1，比重約2.319-2.653，熔化溫度為1750℃，不溶于水和溶劑，溶于強(qiáng)堿和氫氟酸，具有質(zhì)輕、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、不燃、電絕緣性好等優(yōu)異性能。

　　白炭黑的粒子與炭黑的粒子有些相似,呈球形,粒子之間互相接觸,互相接觸的粒子連鎖呈聯(lián)枝狀。鍵枝結(jié)構(gòu)彼此以氫鍵力互相作用,形成一團(tuán)團(tuán)的聚集體網(wǎng)形立體結(jié)構(gòu),常稱之為二次結(jié)構(gòu)。這種二次結(jié)構(gòu)受到外力拉開或被破壞后又可重新形成聚集。白炭黑的結(jié)構(gòu)大小程度常用它的吸油值來(lái)表示,結(jié)構(gòu)越大,吸油值越大,吸油值大,其微粒小,比表面積大。顯微鏡觀察表明,白炭黑具有似葡萄串一樣的聚集體,具有較高比表面積。X-射線衍射圖證明,白炭黑的整體結(jié)構(gòu)為無(wú)定形態(tài),但不同方法制得的白炭黑,其無(wú)定形結(jié)構(gòu)有一定的差別。

　　白炭黑微粒直徑很小,一次粒子粒徑大約在0.01-1mm范圍,其細(xì)小微粒表面有不同的羥基存在,故顯示出親水性。紅外光譜研究證實(shí),白炭黑粒子表面輕基有3種類型,隔離羥基、相鄰羥基、硅氧基。

　　白炭黑分子結(jié)構(gòu)中的-Si-O-活性與其所處的位置有關(guān),處于結(jié)構(gòu)中心的-Si-O-鍵具有極性,結(jié)合能力大;處于微粒表面的-Si-O-鍵活性大,能與其他分子發(fā)生力的結(jié)合作用。白炭黑表面的-Si-O-基團(tuán)具有很強(qiáng)的活性,易于與其周圍離子鍵合而起到補(bǔ)強(qiáng)作用。就化學(xué)組成而言,白炭黑表面的特點(diǎn)是有一層均勻的硅氧烷和硅烷醇基團(tuán),這些基團(tuán)具有強(qiáng)烈的吸水性。硅烷醇易于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而使白炭黑表面比較容易被改性。這些特殊的結(jié)構(gòu)及理化特性,使白炭黑具有優(yōu)良的耐酸、耐堿、耐高溫和電絕緣性、吸收性、分散性、增稠性、觸變性及削光性等性能。

　　目前，白炭黑的生產(chǎn)方法主要有氣相法和沉淀法兩種，此外還有在醇介質(zhì)中以氨水水解正硅酸乙酯合成二氧化硅的溶膠-凝膠法和在微乳液系統(tǒng)下水解正硅酸乙酯制備二氧化硅的微乳液法。氣相法白炭黑是用四氯硅烷或甲基三氯硅烷等在氫氧焰中經(jīng)高溫水解制得的一種無(wú)定形二氧化硅，這種二氧化硅粒徑小、比表面積大、分散性及補(bǔ)強(qiáng)性能好，但是氣相法設(shè)備成本高，能耗大且產(chǎn)品價(jià)格昂貴，因此限制了其更廣泛的應(yīng)用。沉淀法白炭黑是以硅酸鹽和無(wú)機(jī)酸為原料利用中和沉淀反應(yīng)制備疏松、細(xì)分散的納米二氧化硅，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣及易于工業(yè)化，所制得的白炭黑雖然粒徑較大且含羥基較多，但是補(bǔ)強(qiáng)性能好且價(jià)廉，因此在橡膠工業(yè)中應(yīng)用廣泛。

　　白炭黑具有的許多獨(dú)特性能,因而主要在橡膠用作補(bǔ)強(qiáng)劑,其用量已占總用量70%,隨著白炭黑應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開發(fā),非橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用正在獲得廣泛的應(yīng)用。在國(guó)外,非橡膠領(lǐng)域的用量已上升到總用量的四分之一,并且不見衰減。沉淀法白炭黑主要用作橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、塑料的填充劑、紙張的上膠劑、牙膏的摩擦劑、涂料和油墨的消光劑和增稠劑、防結(jié)塊劑以及作為載體等。氣相法白炭黑因其價(jià)格昂貴,在橡膠行業(yè)僅用于硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng),用于涂料、電子、粘接劑等行業(yè)中,其性能比沉淀法白炭黑更好。

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