中國粉體網(wǎng)訊 白炭黑又名二氧化硅，是一種重要的無機化工原料。白炭黑特殊的表面結構和顆粒形態(tài)使其具有優(yōu)越的穩(wěn)定性、補強性、增稠性和觸變性等，從而成為橡膠、涂料和塑料等諸多領域重要的無機填料。
一．白炭黑的表面改性
改性前
改性后
白炭黑內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)過程中容易團聚、親水、使成本偏高、效率低且能源消耗嚴重。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，兩個羥基連在一個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工藝使白炭黑表面的羥基與改性劑發(fā)生反應，消除或減少表面的硅醇基，以達到改變表面性質的目的。
二．表面改性的工藝
根據(jù)改性劑的性質可以將表面改性分為有機物改性和無機物改性。其中主要方法是有機物改性。有機物改性的技術關鍵是有機硅烷化，即有機基團取代白炭黑表面的羥基。
有機物改性又分為干法，濕法和壓熱法。目前，世界發(fā)達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：
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：
改性劑用量多，設備要求高，操作過程嚴格，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)品質量可控制。缺點是后處理復雜，容易造成污染，較難實現(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：
這種方法的特點是生產(chǎn)工藝簡單，使用設備較少，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.改性白炭黑的應用
在橡膠制品中，改性白炭黑是很重要的補強劑。彌補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、降低輪胎的滾動阻力，同時不損失其抗?jié)窕�；在密封膠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用效果更好，應用范圍更廣。
五.總結
改性后的白炭黑不僅具備普通白炭黑的優(yōu)異性能，同時因為改善了其疏水性和表面性質，應用領域不斷擴展。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，改性白炭黑市場空間巨大，更環(huán)保更經(jīng)濟地大規(guī)模生產(chǎn)改性白炭黑是白炭黑生產(chǎn)廠家發(fā)展的一個方向。
