沉淀法白炭黑及橡胶-白炭黑复合材料的介电松弛谱
白炭黑的用途及作用橡胶
白炭黑的用途及作用橡胶概述白炭黑是一种由二氧化硅组成的无机化合物，其化学性质稳定，物理性质特殊。
在橡胶工业中，白炭黑被广泛应用于橡胶制品的填充剂和增强剂中，具有重要的作用。
本文将介绍白炭黑在橡胶中的用途及作用，旨在提供有关的科学知识和应用实例，以促进橡胶行业的发展和技术进步。
白炭黑的用途白炭黑在橡胶制品中有多种用途，主要包括以下几个方面：增强剂白炭黑的颗粒形状和表面积特性使其在橡胶制品中具有良好的增强作用。
它可以增加橡胶制品的强度、硬度和耐磨性，并能提高抗拉强度和疲劳寿命。
因此，白炭黑常被用作增强剂来改善橡胶制品的综合性能。
填充剂白炭黑的高比表面积和吸附性能使其成为一种优良的填充剂。
它可用于提高橡胶制品的体积和质量，并改善其加工性能。
通过添加适量的白炭黑，可以有效降低橡胶制品的成本，提高其性能和可靠性。
硫化活性促进剂白炭黑在橡胶的硫化过程中能够促进硫的分散，提高橡胶的硫化速度和程度。
这是因为白炭黑表面的氧化物可作为硫化反应的催化剂，促进硫化剂和橡胶之间的反应，并加速硫与橡胶的交联作用。
因此，白炭黑常被用作硫化活性促进剂，以提高橡胶制品的硫化效果和质量。
抗老化剂白炭黑在橡胶中的分散性能较好，能够有效分散并阻止橡胶中的氧气、光线和热能的深入渗透，从而减缓橡胶的老化过程。
因此，白炭黑常被用作抗老化剂，可以延长橡胶制品的使用寿命和稳定性。
导电填料白炭黑具有较高的导电性能，可用作橡胶导电填料。
通过添加适量的白炭黑到橡胶中，可以降低橡胶的电阻率，提高橡胶制品的导电性能。
这在一些特定的橡胶制品中十分重要，如防静电橡胶、导电密封圈等。
白炭黑的作用白炭黑在橡胶中的作用主要体现在以下几个方面：增强橡胶的物理性能白炭黑能够填充橡胶的空隙，增加橡胶的体积和质量，提高橡胶制品的硬度、强度和耐磨性。
通过调节白炭黑的用量和分散性能，可以有效控制橡胶制品的物理性能和力学性能。
促进橡胶的硫化反应白炭黑可促进橡胶的硫化反应，通过提高硫化速度和程度，加强橡胶的交联作用。
沉淀法白炭黑在橡胶产品中的应用
（Ｍ ｇ －ｍ
２０ ８
２０ ５
２０ ５
２０ ３
２０ ５
ｏ ２８ ｏ ３ ０ ｏ． ｏ ３ ３０ ０ ｏ １ ７
十基 筛亲物 质量 丹 数（ Ｏ目） １ ３ ５目湿筛余物 质 ２ 量丹 数 一 一 一 一 ００５ ０ 一 一 ｏ８ ｏ ８ ．０ ５ —
作者 简介 ： 武玉斌 （ ９ ０ ） 男， 东ｌ 凡， １７ 一 ， 山 临沂 罗地 砸 白炭黑青 岛有 蛰 司工程师 ． 士 ． 硕 主要 腻 事白炭 黑 在椽腔 中的 应 用与开
发工咋
灼烧 臧量（ ０ １０ ０℃） ／
％ ４ ｌ ｆ ４ ５ ４ ０ ４ ０ ４ ５
本文主要介绍 沉淀法 白炭黑工业化生产工艺
和 基 本特 性 ， 及 沉 淀 法 白 炭 在 橡 胶 产 品 中 的 以
应 用情 况 。
二氧 化硅质量 丹数
０９ ０ ２ ０９ ０ ９ ０ ３ ３ ９ ３ ３ ９ ６８ ６９ ６８ ６７ ６９
ＣＩ Ａ ＇￣３比表 面积／ Ｚ
（ ｇ ） １２ ６ １０ ６ １５ ６ １０ ２ １０ ６
Ｂ Ｔ 比表 面积／ Ｅ
（ ｍ２日 ） １５ ６ ２０ ４ １８ ６ １５ ２ ２０ ６
Ｄ ＯＰ吸油值／
【 （ ０ ） ｍＩ １ ０ｇ ］ ・
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第２ 期
武 玉斌 等
淀 法 自 嵌黑 在 橡 胶 产 品 中 的应 用
沉 淀 法 白炭 黑 在 橡 胶 产 品 中 的应 用
武玉斌． 王连 祥
罗地亚 白炭黑青 岛有限 公司， 山东 青岛 ２６４ ６ ０
摘要 ：介翊 丁沉淀法 白费黑 在橡胶 产品中 的应用情况 沉淀法 白戋黑 作为 活性 补强填 料， 具有高 比表面 积 、 活 高 性 、 殊的表 面特性和 颗粒形 志结拘 及独特的 钧理化学 特性， 日色 和浅 色填 料中补 强性 能和表 面活性 优异 ． 特 在 广瑟 用 于 橡腔鞋 底、 轮眙 、 胶管 、 胶带 、 肢辊 、 梅腔密封 件等产 品 白炭 黑发展方 向是高 分散性 、 精细化 、 造粒化和 表面改 性。 关键 词： 沉淀法 白炭黑 ｝ 橡胶产 品 ； 应用 中围 分娄号 ： Ｔ。３ ０ ３ ＴＯ ３ ＴＱ ３ ３ ８； ３ ２； ３ ３ 分献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： ０ ０ ８ ０ ２ ０ ０ ． ０ ３０ ｉ０ —９ Ｘ（０ ２）２ ０ ８ — ４
硅烷偶联剂中沉淀法白炭黑与环氧化天然橡胶之间的反应
硅烷偶联剂中沉淀法白炭黑与环氧化天然橡胶之间的反应AJAY K.MANNA,1P.P.DE,1D.K.TRIPATHY,1S.K.DE,1DENNIS G.PEIFFER21印度克勒格布尔721 302，印度科技工业，橡胶科技中心。
2美国，新泽西，安嫩代尔区，克林顿真，22路东，埃克森研究和工程公司1998年10月29日收到；1998年12月14日接受摘要：孟山都公司龄仪对物理性能的研究和测量结果表明在高温（180℃）模塑硫化和化学反应程度间，沉淀法白炭黑与环氧化天然橡胶（ENR）之间的化学的相互作用在名为N-3(N-乙烯基苯甲基胺基)乙基-γ-胺基丙基三甲氧硅烷氢氯化物的硅烷偶联剂存在的条件下增加了。
傅里叶红外光谱研究的转换表明白炭黑和ENR之间是通过Si-O-C键结构结合的,然而硅烷偶联剂存在时，白炭黑通过Si-O-Si 键与偶联剂结合，ENR通过C-N-C键结构与偶联剂结合。
引言沉淀法白炭黑作为橡胶增强体，因为缺少强大的聚合物键而产生不良影响。
最近，有报道称，填料的表面能在橡胶增强体中起着重要的作用，同时对橡胶产品的性能有深远影响。
功能化聚合物与沉淀法白炭黑的硅烷醇基团强烈地相互反应。
偶联剂能减少表面能的特定成分（也就是，极性成分）。
在白炭黑填充橡胶分复合物中，硅烷偶联剂的使用引起模量、压缩定型、热膨胀和磨损抗性的改善。
改善的程度通常依赖弹性体的种类。
例如，高不饱和度橡胶比那些低饱和度的橡胶看起来更容易得到增强。
硅烷偶联剂能够与白炭黑填料和橡胶反应。
Hertl表明在90—220℃的温度范围内甲氧基硅烷能与无水的白炭黑发生反应。
还有报道称，有三个官能团的硅烷偶联剂比双官能团的和但官能团的具有更大的反应性。
三乙氧基硅烷的水解依赖硅烷醇/水的比例，当比例大约相等时，水解到到最大。
还有报道称，硅烷偶联剂加入到白炭黑和炭黑填充的橡胶中增加了交联密度，环氧基团与胺类发生反应，但是反应速率很慢。
McManus et al.表明胺基硅烷偶联剂的盐度很容易使环氧环结构的键打开。
沉淀法白炭黑介绍
Silica A Silica B Silica C
N 774
N 550 N 220 N 110
沉淀法白炭黑真实光学显微照片
( X60倍放大)
微珠状 => 具有良好的分散性 & 较低的作用力
标准的粉未状 => 具有较小的阻力 & 较高的污染
沉淀白炭黑结构模型与真实电镜照片
电镜照片
模型
沉淀白炭黑的比表面积
38 16.5 14 14
79 56 21 18
初始颗粒大小
DBP-值 g/100g
170 205 180 240
72 121 114 113
湿度 %
5.5 5.5 5.5 6.0
<1 <1 <1 <1
商标名
Ultrasil 360 Ultrasil VN2 GR Ultrasil VN3 GR Ultrasil 7000 GR
白碳黑表面 硅胶偶联剂
RO
OH RO Si RO
4－乙氧基硅烷
丙基链
橡胶偶联剂 橡胶
S–X
含S功能团
共混时交联
硫化时交联
白碳黑与硅烷偶联剂共混
偶联反应机理
RO
O RO Si R' S i OH RO
白炭黑 = 沉淀法水合二氧化硅
外观, 结构和组成 比表面积 多孔性 表面化学 颗粒度 分散性
沉淀白炭黑特征性能
外观, 结构和组成: 粉状, 大颗粒, 微珠 比表面积: CTAB, BET 多孔性: BET-CTAB 表面化学: -H, -OH 基团, 水分, 灼烧减量 颗粒度: 颗粒大小, (基本粒子, 聚集体, 附聚体) 和分布 分散性: 传统, 高分散 白炭黑
什么是白炭黑？白炭黑在橡胶中的重要指标应用
什么是白炭黑？白炭黑在橡胶中的重要指标应用很多朋友们都知道白色的二氧化硅粉体有个俗名叫白炭黑，但你是否知道它这个称呼的缘由是什么呢？白炭黑与炭黑的关联在了解白炭黑“WhiteCarbonBlack”之前我们应该了解一下与它的名称来源密切相关的炭黑“CarbonBlack”。
人们早在3000多年前就掌握了烧烟制墨技术，但长期以来炭黑的生产技术发展缓慢，直到1872年，世界上才首次出现了炭黑工业的规模生产，同时产生了“CarbonBlack（炭黑）”这一术语，这就是近代炭黑工业的开端。
1912年英国人莫特（Mottee）发现了炭黑对橡胶的补强作用，特别是显著提高轮胎耐磨性能以后，自此炭黑的需求量迅速增长，并逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
炭黑作为橡胶工业的补强材料已有百来年历史在第一次世界大战期间，由于生产炭黑的能源材料紧缺，德国开始使用沉淀法生产的白色二氧化硅替代炭黑，而白色的无定型二氧化硅因物性及用途与炭黑相似而得名白炭黑（WhiteCarbonBlack）。
再后来，由于汽车及其运输业的高速发展、炭黑生产用原料的涨价和节能减排的要求，又使白炭黑成为橡胶行业补强材料的佼佼者。
目前，白炭黑用在彩色橡胶制品中可以完全替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。
轿车“绿色轮胎”及冬季轮胎的制造是白炭黑的拿手好戏，白炭黑用于轮胎，使其获得更低的滚动阻力和改善轮胎的抓地力，从而提高汽车燃油效率。
这些具有高燃油效能等的节能型轮也被称作“绿色轮胎”。
如今我们所说的白炭黑已经不单纯是一种在橡胶配方中用作炭黑的替代品，而是一种X-射线无定形的硅酸和硅酸盐的白色超细粉体的总称，这类粉体材料具有非常广泛的应用，根据制备路线不同，主要分为沉淀法白炭黑及气相法白炭黑两大类。
一．白炭黑的制造白炭黑的制备多采用两种方法，即煅烧法和沉淀法。
煅烧法制备的白炭黑又称为气相法白炭黑或干法白炭黑，它是以多卤化硅（SiClx）为原料在高温下热分解，进行气相反应制得。
沉淀法白炭黑填充胶的动态性能
图 ２ ６ ℃ｔ１ ０ ａ ８的变化过程与 白炭 黑 Ｊ
比 表 面 积 的 关 系
第 ２期
宇
星． 沉淀法 白炭黑填充胶 的动态性能
表１
５
本 论 文 的 目 的 是 研 究 为 什 么 Ｚ Ｐｅ ｕ ｒｍｉｍ
２０ Ｐ白炭黑的独特形态会致使其能量耗散成分 ０Ｍ 的性 能 与标 准气相 法 白炭黑 （ Ｓ 的不 同 。 ＨＤ ）
胶 的动 态 性 能 差 异 ， 两 个 参 数 （ 用 白炭 黑 用 量 和 Ｃ Ｓ用量 ） 行 了一 些 实 验 设 计 。 为 了 研 究 与 轮 Ｂ 进 胎滚 动 阻力 有关 的粘 弹性 ， 选择 了在 １Ｈ 下 测定 ０ｚ ４ ℃损 耗 因数 （ａ￣ 。 ０ ｔｎ ） 为 了描 述 ４ ℃ｔ ８的 演 变 过 程 ， 用 用 于分 ０ ａ ｎ 采
１０ ２
表 面积 来说 ， ｒｍｕ ０ Ｍ ＺＰｅ ｉｍ ２０ Ｐ具 有 比相应 的 白炭 黑 （ Ｓ１０ Ｍ ） ＺＨＲ ２０ Ｐ 更低 的值 。
Ｚ ｓ ＩＳＰ ｅｉ ｌＭ ／ ｏ￣ ｌ ｌ
… 。… 一
巨 磊０ ０审 源自删 纂８ ０ 譬
赛 ６ ０
／
： 譬 操
图 ３ 用 ＣＡ Ｔ Ｂ试验测得的 白炭黑聚集体尺寸与
这些新的研究结果有助于我们更深刻地解释 潘恩效应［ 表征当应变振 幅下降时储 能模量 （ Ｇ） 的下降和最大损耗模量 （ ） Ｇ” 的出现 ］ 。
比表面积 的关 系
表 ２给出了轮胎胎面胶配方 。为 了将总的聚 合物／ 填充剂接触 面积和 白炭黑 比表面积的变化 考虑进去 ， 已经将 配方中的一些成分进行 了调整。
１ 材料 和方 法
１ １ 材 料 ．
2024年沉淀法白炭黑市场前景分析
2024年沉淀法白炭黑市场前景分析概述白炭黑是一种重要的工业原料，应用广泛。
沉淀法是一种常用的制备白炭黑的方法。
本文将对沉淀法白炭黑的市场前景进行分析，探讨其发展趋势和潜在机遇。
优势与应用领域沉淀法白炭黑制备工艺简单，成本相对较低，同时制备出的白炭黑特性良好，具有以下优势： - 高比表面积和压缩性 - 良好的分散性和增稠性 - 良好的抗沉降性和增白性 - 良好的电学性能和耐化学性能基于这些优势，沉淀法白炭黑在许多领域得到广泛应用，主要应用领域包括： 1. 橡胶工业：沉淀法白炭黑被广泛用作橡胶填充剂，能显著提高橡胶的强度和耐磨性。
2. 塑料工业：沉淀法白炭黑可用作塑料的增白、增稠和增强剂，提高塑料制品的质量和性能。
3. 涂料工业：沉淀法白炭黑的高比表面积和分散性使其成为涂料中的重要成分，能够提高涂层的光泽、坚固性和遮盖力。
4. 墨水工业：沉淀法白炭黑可用作墨水的增稠和改变颜色的剂，提高墨水的质量和稳定性。
5. 电子工业：沉淀法白炭黑具有良好的电学性能，通常用于电子产品中的导电粘合剂和阻尼材料。
市场规模与发展趋势据统计，2019年，全球白炭黑市场规模达到XX亿美元，并预计在未来几年持续增长。
沉淀法白炭黑作为其中的重要品种，也将受益于市场的快速增长。
市场发展趋势主要表现在以下几个方面： 1. 汽车工业的发展推动了橡胶需求的增加，这将进一步推动沉淀法白炭黑在橡胶工业中的应用。
2. 电子产品的迅猛发展对电子工业提出了更高的要求，因此沉淀法白炭黑在电子工业中的应用将持续扩大。
3. 随着环境保护意识的提升，需求环保型增白剂的需求也在逐步增加，沉淀法白炭黑将受益于这一趋势。
4. 新兴市场的快速发展和工业化进程的加速也将带动沉淀法白炭黑的需求增长，尤其是亚洲和中东地区。
潜在机遇与挑战沉淀法白炭黑市场在蓬勃发展的同时也面临一些潜在机遇和挑战：潜在机遇： 1. 传统市场的增长：橡胶、塑料和涂料等传统行业仍是沉淀法白炭黑的主要应用领域，随着这些行业的持续发展，沉淀法白炭黑市场仍有较大的增长空间。
硅酮橡胶填充剂用新型沉淀法白炭黑
性 和 生产效 率 ，而且 在 制 品加 工 厂商 混炼 交
联 剂过程 中也会 影 响加工 性和 生产 效 率 。 因 此 ，人 们 迫 切需求 能 使硅 酮胶 料粘 度稳 定 、 加 工性 优 良的沉 淀法 白炭 黑 。 此 外 ，不 言而 喻 ，对 于 这种 沉淀 法 白炭 黑要 求 具有 优异 的补 强特 性 。还有 一 个课 题
作为 上述 的除 Ｓ ｉ外 原子价 ２ ～４的金 属 的 氧 化 物 ， 有 例 如 Ｃ Ｏ、 Ｍ Ｏ、 Ａ ｚｓ ａ ｇ １ 、 ０ Ｆ 。 ｉ Ｚ Ｏ等 ，Ａ 。 别重要 。 ｅ０、Ｔ Ｏ或 ｒ ｌ 特 ０ 本发 明的沉 淀法 白炭 黑 只要 是能 满足 上
沉 淀 法 白炭 黑与 气相 法 白炭 黑相 比，前
者 随时 间延长 的 胶料增 粘 现象程 度 较轻 ，因
说 ，发 现 除 Ｓ ｉ外 原子价 能满足 胶 料 的粘 度 要求 ， 同时使氟 含量 保持 在 一定 范 围 内，再
使 Ｂ Ｔ 比表 面积 为 １ ０ ５ ｍ／ ， 次粒 子 Ｅ ６ ￣２ ０ ｇ 二
是 ，进 一 步提 高加 工性 。
本 发 明人对 用 作硅 酮橡 胶 补强 填 料 的沉
淀 法 白炭 黑 的特 性 作 了反复 的专 门研 究 ，这
种 沉淀 法 白炭 黑要 能充分 保 持硅 酮橡 胶 的补
作为补 强 填料 的 白炭 黑粉末 以及 润湿 剂 混炼
加 热 处理成 胶 料 出售 ，而制 品加 工厂 商 通 常
不 良，因而 也看 不 出补 强性 能会 格外 有所 提 高 。如 果 二 次 粒 子 平 均 粒 径 大 于 上 述 范 围 值 ，就 会 导致分 散 不 良，补 强性 能会 恶 化 ， 而 小于 上述 范 围值 的话 ，不 仅 不会 显著 提 高 补 强性 能 ，反 而会 由于粉末 太 细而 使作 业性
硅酮橡胶填充剂用沉淀法白炭黑
下 面 详 细 介 绍 本 发 明 。４ 水 悬 浊 液 的 ％ ｐ Ｈ值如 果大 于 ７０ ． ，在填 充到硅 酮橡 胶 中以 后 ，胶 料 的 硬度 就 会 增 大 ，作 业 性 就 会 恶 化 ；ｐ Ｈ值如 果小于 ５５ ． ，混炼胶 料 的黄度 就 会 增 大 ，硫 化 胶 的 黄度 也 会 增 大 。相 对 于 １０份 （ ０ 以重量计 ，下 同 ）Ｓ Ｏ 而言 ，铝含 ｉｚ 量 （ 按 Ａｚ。 按 １ 换算 ）少于 ０２ ０ ．５份 的话 ，硅 酮 胶 料 的 硬 度 会 增 大 ， 而 多 于 ０ ５ 份 的 ．５ 话 ，胶 料 会 软 化 ，作 业 性 会 恶 化 ；铁 含 量 （ Ｆ ｚ。 按 ｅ 换算 ）大 于 ０ ０ ０ ．４份 的话 ，硫 化胶 的黄 度 也会 增 大 ； 同样 钛 含量 （ Ｔ Ｏ 换 按 ｉｚ 算 ）大 于 ００ ． ８份 的话 ，硫化 胶 的黄度 也会
黑 ，只 要是 能满足 上述 特性 ，对其 它特 性没
有特 殊 限制 。不过 ， 以例 如 ＢＴ比表面 积为 Ｅ
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１０ ２ｍ／ 、二 次粒 子 平均 粒 径为 ５ １ ７ ￣２ ０２ｇ ～ ２
ｕｍ、 松 密 度 为 ３ ～ ｌ Ｏ ／ （ Ｉ ５ ０ — ０ Ｏｇ Ｌ ＪＳ １５ １ ）的沉淀法 白炭黑用作硅酮橡胶的填充剂 ８
作业性和加工性优 良的硅酮胶料 ，而且能得 到透明性高而黄度低 的硅酮橡胶制品。 实施例 下面举出实施例，以便进一步 详细介绍本发明。在实施例和对 比例中的各 项试验采用以下方法进行 。 （ ）ｐ １ Ｈ值
在 ５ｍ 蒸馏 水 中投入 ２ 试 料 ，充 分搅 ０ｌ ｇ 拌后 ，按 ／ Ｓ８０ ｐ 测定 法 ）测 定 。 Ｉ ８ ２（Ｈ值
值 为 ５ ５ ７０ ． ～ ． ，相 对 于 １０ 份 （ ０ 以重 量
沉淀法白炭黑在橡胶产品中的应用
沉淀法白炭黑在橡胶产品中的应用赵 杰,刘 甲,钱海燕(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009) 摘 要:主要介绍了沉淀法白炭黑在橡胶产品中的应用情况,指出了白炭黑今后的发展方向。
因白炭黑作为补强填料,具有高比表面积、高活性、特殊的表面特性和形态结构及独特的物理化学特性,在白色和浅色填料中补强性能优异,广泛应用于橡胶鞋底、轮胎、胶管、胶带、胶辊、橡胶密封管等产品。
随着人类环保意识的增强和轮胎工业的发展,特别是“绿色轮胎”的快速发展,白炭黑的应用范围还将进一步扩大,许多专用品种将会应运而生,以满足不同用户的需求。
白炭黑发展方向是高分散性、精细化、造粒化、表面改性。
关键词:沉淀白炭黑;橡胶;补强填料 中图分类号:T Q127.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2009)07-0009-03Appli ca ti on of prec i p it a ted sili ca i n rubber productsZhao J ie,L iu J ia,Q ian Haiyan(School of M aterial Science and Engineering,N anjing U niversity of Technology,N anjing210009,China) Abstract:App licati on of p reci p itated silica in rubber p r oducts was intr oduced and devel opment directi on of p reci p itated silica in future was als o pointed out.A s the reinf orcing filler,p reci p itated silica has excellent reinf orcing perfor maces in white-and light-fillers due t o its large s pecific surface area,high activity,s pecial surface character,mor phostructure as well as s pecial physical-and che m ical-p r operties.It has been widely used in the fields of rubber s oles,tyres,rubber tubes,adhesive tapes,rubber r oll,rubber seal p i pe and s o on.W ith the elevati on of envir on mental consci ousness and devel opment of tyre in2 dustry,es pecially the devel opment of‘green tyre’,app licati on fields of p reci p itated silica will be extended and many s pecial breeds will be p r oduced s o as t o meet the needs of different consu mers.Devel opment directi on of silica is in high dis persivi2 ty,fineness,granulati on,and surface modificati on. Key words:p reci p itated silica;rubber;reinforcing fillers 沉淀法白炭黑具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异性能,是一种重要的补强填充剂。
沉淀法白炭黑化学指标与胶料物理性能的关系
摘要 :分析了沉淀法白炭黑 B ET ,CTAB , S sears 比表面 ,DBP 吸油值 ,平均粒径与粒径分布对胶料物理性能的影 响 。得出结论 :满足轮胎综合力学性能的沉淀法白炭黑应为低 B ET 比表面积 ,低 B ET 与 CTAB 比 , 高 B ET 与 S sears 比 , 适中的 DBP 吸油值 ,中值粒径小且易崩解的产品 。
表 1 EDS 白炭黑和 HDS 白炭黑各种比表面积及其比值
白炭黑
普通 EDS HDS
B E T/ ( m2·g - 1)
195 175 132
CTAB/ ( m2·g - 1)
160 150 130
S sears/ ( m2 ·g - 1)
223 190 140
BET/ BET/ CTAB S sears
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无机盐工业 第 36 卷第 6 期
快 ,白炭黑的分散性越好 。 值得提起注意的是 ,DBP 值高会导致 60 ℃tanδ
图 2 60 ℃tanδ, △T 与比表面积的关系
产品 ,随后又降为比表面积为 120～140 m2/ g 的高 分散产品 。在混炼胶中添加这种低比表面积的高分 散 ( HDS) 白炭黑能够提供较低的 60 ℃tanδ值 ,较 高的 0 ℃tanδ值和较高的 60 ℃复数模量 E ★ 。它 意味着轮胎的滚动阻力 、湿路面牵引力和耐磨性获 得了最佳平衡 ,真正达到了节能环保的目的 。
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INOR GAN IC
无机盐工业 CHEM ICAL S
INDU
沉淀法白炭黑理化指标对橡胶性能的影响
沉淀法白炭黑理化指标对橡胶性能的影响沉淀法白炭黑是一种重要的橡胶填料，在橡胶工业中起到增强橡胶性能、改善加工性能和提高橡胶硬度的作用。
其理化指标的变化将直接影响到橡胶的性能。
以下将详细介绍沉淀法白炭黑的几个重要理化指标对于橡胶性能的影响。
首先，白炭黑的纯度和比表面积会对橡胶的增强效果产生很大影响。
纯度高的白炭黑通常含有较少的杂质，其表面活性也较低，能与橡胶更好地结合，增强橡胶的拉伸强度和弹性模量。
而比表面积较大的白炭黑表面积能提供更多的增强增加与橡胶之间的摩擦力，改善橡胶的耐磨性和抗裂开裂性能。
其次，沉淀法白炭黑的粒径对橡胶的性能也有一定的影响。
粒径较小的白炭黑能更好地分散在橡胶基体中，形成更为均匀的填充网络结构，增加与橡胶基体的接触面积，有效提高橡胶的增强效果和加工性能。
此外，较小的粒径还能减少填料的剪切效应，降低橡胶加工过程中的热量损失。
再次，白炭黑的结构特征对橡胶的性能也有一定的影响。
白炭黑的结构类型可以通过结构参数如结晶度、结晶度指数和等温吸附等进行表征。
结晶度高的白炭黑通常具有更高的硬度和强度，但也会降低橡胶的拉伸伸长率和韧性。
而较低结晶度的白炭黑则能改善橡胶的流动性和加工性能，使橡胶更容易填充模具，提高成型品的表面质量。
此外，沉淀法白炭黑的pH值也会对橡胶性能产生一定的影响。
pH值的变化会直接影响白炭黑表面的电荷状态和溶胶的稳定性，进而影响白炭黑与橡胶基体的分散稳定性和填充效果。
一般来说，较适宜橡胶填充的白炭黑pH值为酸性或近中性，过高或过低的pH值都会对橡胶的增强效果产生不利影响。
另外，白炭黑的热稳定性也是一个重要的指标，主要用于衡量填料在橡胶复合材料加工和使用过程中的热分解性能。
热稳定性好的白炭黑通常能在高温下保持稳定的填充效果，不会发生严重的炭化和气泡产生，保持橡胶制品的性能稳定，延长使用寿命。
综上所述，沉淀法白炭黑的纯度、比表面积、粒径、结构特征、pH 值和热稳定性等理化指标都对橡胶的性能产生重要的影响。
沉淀法白炭黑生产工艺
沉淀法白炭黑生产工艺
沉淀法白炭黑是一种重要的碳黑品种，它在橡胶、塑料、涂料和油墨等工业中具有广泛的应用。
下面简要介绍一下沉淀法白炭黑的生产工艺。
首先，沉淀法白炭黑的原料是天然气或其他碳气体。
原料气体首先经过净化处理，去除其中的杂质和硫化物等有害成分，以保证产品的质量和纯度。
接下来，处理后的气体进入加热炉，在高温下发生裂解反应，生成碳黑的前体物质。
加热炉内的温度控制非常重要，需要保证反应的充分进行，但又不能过高，以免产生不良的副反应。
然后，碳黑的前体物质进入燃烧炉进行燃烧反应。
在燃烧炉内，前体物质与空气进行充分的混合和燃烧，生成大量的煤气和热能。
煤气进一步经过净化处理，去除其中的有害物质，以免对环境造成污染。
紧接着，煤气进入冷却器进行冷却。
在冷却器中，煤气的温度逐渐降低，使得其中的碳黑逐渐凝结形成固体颗粒。
冷却后的固体颗粒与煤气分离，其中的碳黑颗粒被收集起来，成为最终的产品。
最后，收集到的碳黑颗粒经过进一步的处理和筛选，去除其中的杂质和其他不良成分。
然后，将碳黑颗粒包装成为适合市场销售的产品。
总的来说，沉淀法白炭黑的生产工艺主要包括原料净化、裂解反应、燃烧反应、煤气净化、冷却和产品处理等环节。
这些环节的严格控制和优化设计，能够保证产品的质量、纯度和产量。
同时，该工艺还注重环保，通过对废气的净化处理，减少对环境的污染。
关于沉淀法白炭黑属于限制类行业的说明
一、沉淀法白炭黑的定义沉淀法白炭黑是一种重要的工业原料，广泛应用于橡胶、塑料、油墨、油漆、化工等领域。
它具有高比表面积、高吸附性能、良好的光学性能和电学性能，被称为工业颜料和增白剂的“黑钻石”。
二、沉淀法白炭黑的生产过程1. 原料准备：主要原料为甲烷、二氧化硅、二氧化碳等。
2. 气相反应：原料气体在高温条件下通过反应生成一氧化碳和硅粉末。
3. 气固分离：将生成的气体和固体分离。
4. 氧化：将硅粉末氧化形成沉淀法白炭黑产物。
5. 洗涤和干燥：对产物进行洗涤和干燥处理得到成品。
三、沉淀法白炭黑的危害沉淀法白炭黑的生产过程会释放大量一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等有害气体，对环境造成污染，同时也对生产工人造成一定的危害。
沉淀法白炭黑被纳入了我国的限制类行业。
四、我国对沉淀法白炭黑的管控政策1. 环保要求：生产企业需符合国家环保政策，实施资源综合利用和废水、废气的处理。
2. 安全生产要求：生产企业必须严格遵守国家安全生产规定，采取有效措施确保生产过程中的安全。
五、沉淀法白炭黑行业的发展趋势1. 技术创新：随着科技水平的不断提高，沉淀法白炭黑行业将加大技术创新力度，提高生产工艺和产品质量。
2. 环保标准：随着国家环保意识的提高，沉淀法白炭黑行业将更加重视环保，采取更加严格的环保措施。
3. 国际合作：沉淀法白炭黑行业将加强与国际企业的合作交流，引进先进技术和管理经验，提升整体竞争力。
总结：沉淀法白炭黑作为一种重要的工业原料，在我国属于限制类行业。
生产企业需严格遵守环保和安全生产要求，加强技术创新，提高产品质量，努力推动行业健康发展。
六、对于沉淀法白炭黑行业的新的政策和发展趋势作为限制类行业的一部分，沉淀法白炭黑行业受到监管越来越严格，政策法规也在不断更新。
我国政府提出了更加严格的环保标准和安全生产要求，对企业的排放和生产工艺提出了更加严苛的要求。
新的政策要求企业必须全面考虑生产过程中的环境影响，并采取有效措施减少废弃物的排放，加强环境监测和治理。
白炭黑的性能与运用PPT图文全
初始颗粒大小
Silica A Silica B
Silica C
N 774
N 550
N 220
N 110
沉淀法白炭黑真实光学显微照片
( X60倍放大)
微珠状 => 具有良好的分散性 & 较低的作用力
标准的粉未状 => 具有较小的阻力 & 较高的污染
沉淀白炭黑结构模型与真实电镜照片
电镜照片
模型
沉淀白炭黑的比表面积
白炭黑用量在 (30~60 Phr) 对物理性能的影响
100 Hd Shore A+ Tear (Kn.m) 90 80 70 60 50 40 30.0 40.0 50.0 Silica PHR 60.0
Tear & Hd vs. PHR 1.200
Akron loss & SG vs. PHR
Tear
SiO2 (不定型) , 表面含水合基团
白炭黑的聚集体粒径与炭 黑的对比
品名 Silica A Silica B Silica C Silica D N 774 N 550 N 220 N 110 BET比表面积CTAB 比表面积 / m² /g / m² /g 50 125 170 170 29 42 119 138 50 120 165 160 29 42 111 127 粒径 / nm 38 16.5 14 14 79 56 21 18 DBP-值 g/100g 170 205 180 240 72 121 114 113 湿度 % 5.5 5.5 5.5 6.0 <1 <1 <1 <1 商标名 Ultrasil 360 Ultrasil VN2 GR Ultrasil VN3 GR Ultrasil 7000 GR
白炭黑生产工艺及特性质量指标
高分散性白炭黑的性能特征和生产工艺1前言白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为白炭黑。
白炭黑按照其生产方法可分为两类,即沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于轮胎、鞋类、和其它浅色橡胶制品。
本文只讨论沉淀法白炭黑(以下简称为白炭黑)。
在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。
也有些轮胎企业将白炭黑用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。
近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。
1992年,米其林公司率先制造出全用白炭黑的“绿色轮胎”,其滚动阻力较一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。
但是由于传统白炭黑品种的分散性不好,配用白炭黑的胎面胶,虽然滚动阻力比配用炭黑的低,但其耐磨性能却比配用炭黑的差得多。
为了适应绿色轮胎快速发展对白炭黑的要求,国外几家主要制造商都已经生产供应、并仍在进一步研究开发分散性较好的白炭黑产品,目前白炭黑已经发展了以下三代产品:1.第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种;2.第二代被称为“高分散性白炭黑”(ＨｉｇｈＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＨＤＳ)和“易分散性白炭黑”(ＥａｓｙＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＥＤＳ)。
高分散性白炭黑是一种具有较高分散性,且无粉尘的白炭黑产品,适用于绿色轮胎。
易分散性白炭黑是90年代中期开发的一种性能介于ＨＤＳ和传统白炭黑之间的产品,其价格较ＨＤＳ低,是一种性能价格比较高的替代ＨＤＳ的产品。
表1为国外主要的、已经商品化的ＨＤＳ和ＥＤＳ品种。
在轮胎用胶料中,如果采用ＨＤＳ和ＥＤＳ可以获得较高的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、扯断伸长率。
高性能硅橡胶用沉淀法白炭黑新品种
白炭黑具有优 良的加 工性 ，易于分散 ，其胶料表 现 出好看的外观和理想的机 械性能、电绝缘性能 和光学性能 。
关键 词 ： 沉 淀 法 白炭 黑 ；硅 橡 胶 ；加 工 ；应 用性 能
众 所 周知 ，沉 淀法 白炭 黑 是硅橡 胶 工业 的重
明度 与减 少 黄变 性和优 异 的机械 性 能 的组合这 一
而这恰 恰 是Ｈ Ｖ 橡胶 所 需要 的 。这些 性能 对于 Ｔ 硅 键 盘产 品是必不 可 少的 ，此产 品是 目前 亚洲 地 区
图 １沉 淀 法 白炭 黑生 产 工 艺 示 意 图
最 大 的应用 之一 。
Ｅ ｏｉ ｇ ｓａ 司既 生产Ａｅｏｉ 相法 白 ｖ ｎｋＤｅｕｓ公 ｒｓ气 ｌ 这 些新 产 品有助 于调 整硅 橡胶 的性 能 ，例 如 胶料 外 观 、机械 性 能和光 学特 性 ， 以及重 要 的动 态性能 （ 压缩 永 久变 形 ） 。本文 还将 介 绍诸 如高透 炭 黑 ，也生产 Ｓｐｍａ￣种 沉淀 法 白炭 黑 ，扩大 了 ｉｅ ｔ＠ 为有机 硅行 业 定制 的补强 填充 剂新 产 品类别 的 范 围 。该公 司在技 术信 息 １４ 号 中详 细 介绍 了所有 ２６
强填 充剂 的形 象—— 即只 能实现 轻微 的补 强效
应 。定制 沉淀法 白炭黑 能够 提供气 相 法 白炭黑 所
无法获 得 的性 能 。这一 产 品 门类 的成 功之 处 ，乃
是基 于 白炭黑 表现 出诸 如配 混快捷 简 便 、具有 良
好 的动态性能 （ 压缩永久变形）等优势的事实，
要 补 强材 料 ，主要 用 于鞋类 、轮胎和 其 它 浅色橡 胶 制 品 。不仅 如此 ，沉 淀法 白炭黑 还可 被用 作硅 橡 胶 的补 强填 充剂 。 文 介绍Ｅ ｏ ｉ ｅｕｓ公司 本 ｖｎｋＤ ｇ ｓａ
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多段 混炼过 程 中 ， 过 双官 能 团硅 烷 活 化或 包 覆 通
白炭 黑使分 散 问题 得 以解 决 后 ， 这种 新 一 代 高 性
种 类 和 数 量 究 竟 是 如 何 定 量 地 影 响 绿 色 轮 胎 的 湿
另外 ， 亲水 性 导 致 总 有一 些 水 分 被 吸 附 于 高 白炭 黑表 面 ， 种 吸附 与 聚合 物链 的吸附相 竞争 。 这
曾有 几位 作者 报 道 称 ， 过 介 电松 弛 谱 分 析纯 白 通
就能够生产 一定材料性 能的热塑性硫 化弹性体 。
参 考 文献 ：
满 意 的 阐 释 。 白炭 黑 的 表 面 存 在 大 量 的 硅 烷 醇 基
・ 一— “＋ — ． ＋ － ＋ － ４－ ４－一 － －－ 一－ －一－ －
－
了理解 高性 能 弹性体 复合 材料 中 活化 白炭 黑界 面 结 合 水的松 弛 动 态 行 为 的第 一 步 。在 这 里 ， 用 应 介 电松 弛谱 可证 明水 量 与波动水 分 子 的活化能 之
基 团的 一个证 据 。
通 过 定 制 的 聚合 物一 料 偶 联 剂进 一 步 优 化 绿 色 填 轮胎 的性 能 引起 了人们 的极 大兴 趣 。这就 要求更 好 地 理 解 聚合 物 一 白炭 黑 相 互作 用 以及 利 用 各种 硅烷 进行 的活 化 。根据 活化 剂 的种类 和数 量可 获 得或 多或 少 的有 效偶 联 强 度 ， 而这 种 强 度 对机 械 性能 具有 显著 的影 响 。 目前 尚不 清楚 ， 化剂 的 活
炭 黑 及 聚 合 物 胶 料 中 白 炭 黑 表 面 的 水 分 。但 到 目
前为 止 ， 水对 聚合 物一 料相 互作 用及 与所 用偶 联 填 剂 的相互作 用 的 影 响并 未 得 到 充 分 的研 究 ， 其 尤
是 在 关 乎 实 践 技 术 的 复 合 材 料 中 。最 近 ， 迈 出 已
开 发 出 所 谓 的 “ 色 轮 胎 ” 湿 路 面 牵 引 性 能 及 滚 绿 ， 动 阻 力 可 以 获 得 明显 的 改 善 。但 是 只 有 在 复 杂 的
和 硅氧 烷 基 ， 导致 高极 性 ， 因而 通 常具 有 高极 性 。
这种极 性 常常 会造 成与非 极性 聚合 物 的相互 作用 差 ， 致分 散 不 良和低 补 强 作 用 。使 用偶 联 剂 可 招 产生更 多 的疏水 物质 ， 而造 成 其 与 聚合 物 的极 进
能轮 胎才有 可能 成为成 功 的技术 。这 是确 保此 类 纳米粒 子拥 有足 够 分 散性 ， 且 实现 聚合 物 链 对 并
白炭黑 表面 的 强 烈 化学 偶 联 的有 效 手段 。然 而 ，
炭 黑疏 水性 ， 这样 的 白炭 黑 却 并 未表 现 出足 够 但 的补强 性能 ， 其行 为反 倒 更 像 耐磨 性 低 劣 的惰 而 性填 料 ， 这似 乎是 形 成 补 强 填 料 网络 需 要 硅 烷 醇
问 的 密 切 联 系 。’
在 本文 中 ， 研 究 由三 种 不 同橡 胶 和 各 种沉 将 淀 法 白炭黑 （ 有硅 烷与 无硅 烷 ） 成 的高性 能弹性 组 体 复合 材料 （ 在工 业 生 产 条 件 下混 炼 ） 的介 电谱 。 另外 ， 还将 通 过介 电谱 对 具 有不 同形 态 的 纯沉 淀
＋
－ － ＋一 －４ －一— －＋
度也 会不 同 。 因此 ， 由实 验 室密 炼 机 取 得 的结 果
按照所取得 的密炼机混 炼方法 ， 橡胶工 业公 司
必须 同 比例扩 大试 验 ， 而转 化 到 生 产 用 密炼 机 从
上 。最后 ， 还要 比较 密 炼 机 和双 螺 杆 挤 出 机混 炼 Ｔ Ｖ 的材料 性能 和生 产成 本 。 Ｐ
牵引性 能及 磨耗 性能 的 ， 因为我 们 知道粗 糙 、 湿润 表面 的摩擦 以及 断 裂 力 学 性 能 ， 到 聚 合物 链 的 受 低 温 或高频 动态 特征 的影 响极 大 。 在 炭黑 填 充试 样 中 ， 种 相互 作 用 机 理 被 归 这 因于炭 黑表 面对 聚 合 物 链 强烈 的物 理 吸 附 ， 被 常 称 为结 合橡 胶 。由于偶 联剂 使 白炭黑 与 聚 合物 间 直 接化学 偶联 （ 与 炭 黑 填 充试 样 相 反 ） 白炭 黑 这 ， 填 充试样 的 补 强机 理 应 当有 所 不 同 。然 而 ， 即便 有 大量 的研究 集 中于 白炭黑 的 聚合物 与填 料 间的 偶联 ， 白炭 黑填 充 橡 胶 的 补 强机 理 仍 未 得 到令 人
法 白炭黑 粉末 加 以分析 。我 们将 比较纯 沉淀 法 白
炭黑 粉末 、 用硅 烷 偶 联 剂 改性 白炭 黑 及 弹性 体 白
炭 黑 复 合 材 料 的 介 电 谱 。将 证 明 在 各 种 场 合 下 白
－ 一－ － －ｔ — 一— ＿＿－， ．ａ－一－ ・ 卜 ＋ － －－一 ＋一 — － ． ４－．－ ｅ ＋－ ＋ －＋ 一 ＋ － ＋ － — ＊ － ＋ ＋
第 ４ 卷 １
第 ２期
沉 淀法 白炭 黑及 橡胶一 白炭黑 复合材 料 的介 电松 弛谱
４ ５
沉 淀 法 白炭 黑 及 橡 胶 一 白炭 黑 复 合 材 料 的 介 电松 弛 谱 院 ， 四川 自贡 ６ ３ ０ ） 编译 ４ ０ ０
通过 活化 白炭 黑填 料 对 橡 胶 进 行补 强 ， 这对 改善 动态 性能 和机 械性 能 （ 其是 轮胎 工业 中） 尤 有 十分 重要 的作 用 。由于 掺人沉 淀 法 白炭 黑 而成功