白炭黑的性能因素

疏水白炭黑是经表面改性处理的高纯度疏水二氧化硅粉体，白色透明、无毒、无味、分散性好，具有较大的比表面和孔容。白炭黑经改性后，阻止了表面二次团聚现象，改善了无机相与有机相的界面相容性，对有机溶剂及油类有很高的吸附能力，具有良好的疏水性。适用于涂料、硅橡胶、塑料、造纸、印刷、陶瓷、食品、医药、电子、纺织等行业中。主要质量技术指标项目含量项目含量SiO2(干基)≥99.5％PH值 6.9-7.1 灼烧失重≤3％DBP 吸收值 2.9-3.5ml/g 加热减量≤1％比表面积200-300m2/g 粒度(平均)≤2um 白度≥96 疏水型白炭黑在聚合物基复合材料中获得了广泛应用，主要用于光学、电学及杂化材料、疏水白炭黑填充的丙烯酸酯类粘合剂，用于多孔性材料，性能好，固化时间短，用于纸张的粘合具有高撕裂强度和耐水性。填充的合成橡胶或热固性树脂粘胶用于化学电镀、印刷电路板具有良好的耐热性能和焊接性能。疏水型白炭黑具有许多普通填料无可比拟的优越性，在耐高温、高强度材料和电子、光学、生物等领域中有更大的使用价值。

本发明公开了一种高孔容二氧化硅的制备方法，它采用可溶性硅酸钠为原料，通过离子交换生成一定浓度的硅酸，在与氨水进行中和反应时，加入碳酸氢铵作扩孔助剂、聚乙二醇作表面活性剂合成高孔容浆料，经压滤、洗涤、有机溶剂置换、蒸馏脱水干燥时加入正丁醇固孔、煅烧及气流粉碎得到颗粒均匀的高孔容二氧化硅超细粉末，生产的二氧化硅具有杂质少、吸油值及孔容高的特点，用于中、高档涂料中消光性能好、透明度高、不黄变。

又称孔体积。单位质量多孔固体所具有的细孔总容积，称为孔容或比孔容Vg。这是多孔结构吸附剂或催化剂的特征值之一。

比孔容常由颗粒密度ρp和真密度ρt按照Vg=1/ρp-1/ρt算出。式中1/ρp-为1g多孔固体的表观体积；1/ρt为lg多孔固体中骨架的体积；两者之差等于孔容。

孔容一般用四氯化碳法测定，利用在一定的四氯化碳蒸气压力下，四氯化碳在多孔固体的内孔凝聚，把孔充满，此凝聚了四氯化碳的体积就是吸附剂孔的体积。

吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示（cm3/g）。

孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附剂的体积，所以孔容越大越好。

孔容不一定等于孔体积，因为孔容中不包括粗孔而孔体积包括了所有孔的体积。

(二)色谱柱中多孔填充剂的所有孔洞中流动相所占有的体积。

许多超细粉体材料的表面是不光滑的，甚至专门设计成多孔的，而且孔的尺寸大小、形状、数量与它的某些性质有密切的关系，例如催化剂与吸附剂。因此，测

定粉体材料表面的孔容、孔径分布具有重要的意义，所谓孔容、孔径分布是指不同孔径的孔容积随孔径尺寸的变化率。

国际上，一般把这些孔按尺寸大小分为三类：孔径≤2nm为微孔，孔径在2-50nm范围为中孔，孔径≥50nm为大孔,其中中孔具有最普遍的意义。

用氮吸附法测定中微孔孔径分布是比较成熟而广泛采用的方法，它是用氮吸附法测定BET比表面积的一种延伸，都是利用氮气的等温吸附特性曲线：在液氮温度下，氮气在固体表面的吸附量取决于氮气的相对压力（P/P0），P为氮气分压，P0为液氮温度下氮气的饱和蒸汽压；当P/P0在0.05-0.35范围内时，样品吸附特性符合BET方程；当P/P0≥0.4时，由于产生毛细凝聚现象，即氮气开始在颗粒孔隙中发生凝聚，通过实验和理论分析，可以测定孔容、孔径分布。

吸附剂的物理性质

吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造。与吸附剂细孔有关的物理性能有：

a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g).孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附质的体积，所以孔容以大为好。吸附剂的孔体积（Vk）不一定等于孔容（VP），吸附剂中的微孔才有吸附作用，所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的体积，一般要比VP大。

b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g。吸附剂表面积每克有数百至千余平方米。吸附剂的表面积主要是微孔孔壁的表面，吸附剂外表面是很小的。

c.孔径与孔径分布：在吸附剂内，孔的形状极不规则，孔隙大小也各不相同。直径在数埃（A0）至数十埃的孔称为细孔，直径在数百埃以上的孔称为粗孔。细孔愈多，则孔容愈大，比表面也大，有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是提供吸附质分子进入吸附剂的通路。粗孔和细孔的关系就象大街和小巷一样，外来分子通过粗孔才能迅速到达吸附剂的深处。所以粗孔也应占有适当的比例。活性炭和硅胶之类的吸附剂中粗孔和细孔是在制造过程中形成的。沸石分子筛在合

成时形成直径为数微米的晶体，其中只有均匀的细孔，成型时才形成晶体与晶体之间的粗孔。

孔径分布是表示孔径大小与之对应的孔体积的关系。由此来表征吸附剂的孔特性。

d.表观重度（dl）：又称视重度。

吸附剂颗粒的体积（Vl）由两部分组成：固体骨架的体积（Vg）和孔体积（Vk），即：

Vl= Vg+ Vk

表观重度就是吸附颗粒的本身重量（D）与其所占有的体积（Vl）之比。

吸附剂的孔体积（Vk）不一定等于孔容（VP），吸附剂中的微孔才有作用，所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的体积，一般要比VP大。

e.真实重度（dg）:又称真重度或吸附剂固体的重度，即吸附剂颗粒的重量（D）与固体骨架的体积Vg之比。

假设吸附颗粒重量以一克为基准，根据表观重度和真实重度的定义则：

dl==l/Vl ; dg=l/Vg

于是吸附剂的孔体积为：

Vk=l/dl – l/dg

f.堆积重度（db）：又称填充重度，即单位体积内所填充的吸附剂重量。此体积中还包括有吸附颗粒之间的空隙，堆积重度是计算吸附床容积的重要参数。

以上的重度单位常用g/cm3、kg/l、kg/m3表示。

g.孔隙率（εk）：即吸附颗粒内的孔体积与颗粒体积之比。

εk=Vk/(Vg+Vk)=(dg-dl)/ dg=1-dl/dg

h.空隙率（ε）：即吸附颗粒之间的空隙与整个吸附剂堆积体积之比。

ε=(Vb-Vl)/Vb=(dl-db)/dl=1-db/dl