白炭黑的性能与运用
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。
分散性白炭黑的性能特征和生产工艺
分散性白炭黑的性能特征和生产工艺1.高比表面积：分散性白炭黑的比表面积非常大，通常在100-1000平方米/克之间。
这使得它具有很高的表面活性，可以与其他物质充分接触，提高反应速率和效率。
2.好的分散性能：分散性白炭黑具有很好的分散性能，能够均匀地分散在溶液或基体中。
这使得它在应用中能够充分发挥其功能，并提高材料的性能。
3.良好的填充性能：分散性白炭黑具有很好的填充性能，可以填充到材料中，并增加材料的密实性和硬度。
它可以用作增强材料、填充剂和增粘剂，在橡胶、塑料、油墨、涂料等领域得到广泛应用。
4.良好的增稠性能：分散性白炭黑可以使液体变得更加稠密，从而改善液体的流变性能。
它可以用作增稠剂，在涂料、油墨、润滑油等领域起到调节粘度的作用。
5.高吸附性能：分散性白炭黑具有很强的吸附性能，可以吸附有机物、重金属离子等污染物质，起到净化和去除有害物质的作用。
它可以用作吸附剂，在环境保护和废水处理中有广泛的应用。
1.原料选择：选择适当的原料，通常为石墨或沥青等碳质材料。
这些原料经过高温处理，生成具有高比表面积的白炭黑。
2.炭化反应：将原料放入反应器中，通过高温炭化反应，使碳质材料分子发生断裂，形成碳黑颗粒。
3.表面处理：通过表面处理方法，如氧化、还原等，改变白炭黑表面的化学性质，提高其分散性能和活性。
4.分散处理：将白炭黑与分散剂或其他添加剂混合，并进行适当的机械分散处理，使其分散均匀。
5.纯化处理：对分散后的白炭黑进行纯化处理，去除杂质和残留物质，提高产品的纯度和质量。
6.干燥和包装：将纯化后的白炭黑进行干燥处理，并进行适当的包装，以保证产品的质量和稳定性。
近年来，人们对分散性白炭黑的研究越来越深入，其性能特征和应用领域不断扩大。
在未来，分散性白炭黑将在材料科学、环境保护、能源存储等领域发挥更重要的作用。
气相法白炭黑在塑料的用途
气相法白炭黑在塑料的用途白炭黑，是一种无色、松散、细微的粉末状物质，由于颗粒非常小且表面特殊，因此有较大的比表面积，极易起到填充剂的作用。
在气相法中生产的白炭黑，具有比表面积高、细粒度、极易分散、遮盖力强、增强物理性能等一系列优异特点，因此广泛应用于塑料制品中，主要具有如下几个方面的应用：一、改善塑料性能1.提高塑料硬度与韧度：白炭黑具有填充效果，同时也能作为加强剂进一步增强材料硬度和韧度，在塑料中添加适量的白炭黑可以使材料具有更好的机械强度和耐磨性。
2.提高塑料的导电性：在一些高科技领域的塑料中，需要具备导电性质，白炭黑则可以作为传导性填充剂进一步提高材料导电性。
3.改善耐紫外线性能：在室外环境中，因为紫外线能引起材料老化变性，而炭黑可以吸收紫外线，因此很多塑料中也会加入白炭黑以增强材料的耐紫外线性能。
二、提高塑料加工性能1.增加流变性：在塑料加工过程中，为了保证良好的流动性，需要添加流变助剂，而白炭黑可以起到增加塑料流变性的作用。
2.提高热稳定性与加工温度：白炭黑作为导热剂的作用，可以部分承担材料的传热功能，从而降低材料熔融温度，增加热稳定性，适当增加的白炭黑含量也可以提高塑料的加工温度范围。
三、提高塑料外观1.美观：白炭黑增强了塑料的遮盖力，能在一定程度上遮盖其他不均匀颜色或表面缺陷。
2.艳丽：白炭黑也是一种白色染料，可以作为添加剂调配上各种色彩来适应产品外观的需求。
四、应用案例1.PP材料的改善：PP（聚丙烯）是常用的塑料之一，常用于制作牙刷、瓶盖等制品，但它很容易因高温熔化而失去形状稳定性。
在PP中加入适量的白炭黑，可以增强其热稳定性，并且提高硬度、韧度和耐磨性。
2.PVC材料的改善：PVC材料在加工过程中容易断开，在加入白炭黑后，PVC材料的流动性有所改变，让他更加容易加工；同时，白炭黑也可以提高PVC材料的性能，使得PVC材料更加硬度，环保和耐磨性都得到了提高，可以用于制作电线、管道等。
白炭黑各指标在应用中的作用
白炭黑
一、简介
，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑的主要成份是SiO
2
白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑（沉淀水合二氧化硅）和气相法白炭黑（气相二氧化硅），两种产品的生产方法不同，性质及用途也有很大区别，以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，也即沉淀法白炭黑，以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。
白炭黑各指标在应用中的作用
1、比表面积
白炭黑补强作用的大小，主要取决于它的比表面一般随比表面积增大，橡胶制品的各项强度指标均增大，但回弹性降低，撕裂强度降低，且不耐磨，混炼时分散困难，生热高，胶料门尼粘度大，易焦烧，因此，不同配方，不同用途，要求比表面积也不一样，比表面积对硫化橡胶物理机械性能的影响不是始终如一的。
2、吸油值
吸油值大小体现的是结构度的高低，吸油值大，结构度小，硫化胶的伸强度一般较大，抗张强度和硬度较大，特别是耐磨耗较小，但伸长率较低。
3、900℃灼烧减量
表现的是表面羟基过多时，易造成橡胶复合材料的结构化，使材料变脆。
影响加工性能，并且硫化胶易掉块，且表面羟基对硫化促进剂有强烈的吸附作用，延长硫化时间。
4、105℃加热减量
反映粒子空隙中自由水的多少，过少时，胶料结构化程度高炼胶变得困难，若加热减量为零，则白炭黑毫无用处，一般控制在6%左右较合适。
5、PH值
一般在7左右，PH值升高（酸性减小），胶料硫化速度加快。
、
6、可溶性盐
越少越好，但越少，成本越高。
国内外白炭黑标准介绍
国内外白炭黑标准介绍炭是一种重要的自然资源，主要用于能源和化学制品生产，白炭和黑炭是不同的炭种，每种都具有独特的特点和用途。
本文通过对国内外白炭和黑炭标准的介绍，来更好地认识白炭和黑炭的特点，以及在它们的应用中的作用。
一、国内白炭黑标准1.白炭（1）白炭的标准：根据《中国煤炭标准》，白炭主要以干基灰分、挥发分、水分和硫份等指标来衡量。
按煤和油类煤炭分类法，白炭的干基灰分为最高3.5％，挥发分小于15.0％，水分小于15.0％，硫份小于1.0％，其他指标参照《中国煤炭标准》，分类法等。
（2）白炭的应用：白炭具有较高的发热量和较好的燃烧特性，通常用于发电和烧炼工业。
对于低品位的煤炭，由于其灰分含量较低，白炭可以用来提高煤炭的热值。
2.黑炭（1）黑炭的标准：根据《中国煤炭标准》，黑炭主要以干基灰分、挥发分、水分等指标来衡量。
按煤和油类煤炭分类法，黑炭的干基灰分小于7.0％，挥发分小于45.0％，水分小于15.0％，硫份小于1.0％，其他指标参照《中国煤炭标准》，分类法等。
（2）黑炭的应用：黑炭具有高的发热量和抗热性好的特点，通常用于火药、焦炭、水泥、冶金和化学等行业。
此外，黑炭也是烧烤的理想燃料，也是钢铁炼制行业的重要燃料。
二、国外白炭黑标准1.白炭（1）标准：根据美国煤炭协会（ACAA）的要求，白炭应具有最低发热量（BTU/ lb）和最低灰分（水无定容量），最低挥发分（VVMF），水分等指标。
例如，白炭的最低发热量为11000BTU/ lb，最低灰分为5％，最低挥发分为4％，水分小于15.0％。
（2）应用：白炭因具有高发热量和低灰分指标非常适合使用于发电和金属冶炼工业。
此外，白炭还可以用于其他陶瓷日用品的制作，例如陶瓷发热片和陶瓷砖。
2.黑炭（1）标准：根据美国煤炭协会（ACAA）的规定，黑炭应具有最低发热量（BTU/ lb）和最低灰分（水无定容量），最低挥发分（VVMF），水分等指标。
例如，黑炭的最低发热量为9000BTU/ lb，最低灰分为7％，最低挥发分为30％，水分小于15.0％。
白炭黑的用途及作用是什么
白炭黑的用途及作用是什么白炭黑，即气相法产生的非晶无定形碳黑，在工业生产中被广泛使用。
它具有多种特性和用途，被广泛应用于化工、橡胶、油墨、涂料等领域。
本文将详细介绍白炭黑的用途及作用。
一、化学工业在化学工业中，白炭黑被用作染料和颜料的添加剂，可以调节颜色的深浅、鲜艳度和透明度。
其细粒度和高比表面积使得白炭黑能够有效地增加染料和颜料的分散性，提高着色力和遮盖力。
此外，白炭黑还可以用作催化剂的载体，在有机合成和化学反应中具有重要作用。
由于其高比表面积和活性表面官能团，白炭黑能够提供更多的反应活性位点，促进反应速率和选择性，提高化学反应的效率。
二、橡胶工业在橡胶工业中，白炭黑是一种常见的填充剂。
与传统的炭黑填料相比，白炭黑具有更小的粒径和更大的比表面积，能够提高橡胶的机械性能和加工性能。
它可以增加橡胶的硬度、强度和耐磨性，同时还能减少橡胶制品的粘度，提高流动性，便于加工成型。
此外，白炭黑还能够改善橡胶制品的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率和耐热性。
它能够有效地阻止橡胶老化和氧化，延长橡胶制品的使用寿命。
三、油墨工业白炭黑在油墨工业中是一种重要的填料和增粘剂。
由于其高比表面积和多孔性结构，白炭黑能够增加油墨的粘度和流动性，提高油墨的乳化稳定性和印刷质量。
同时，白炭黑还能够增加油墨的遮盖力和亮度，改善印品的色彩效果和质感。
它可以作为白色油墨的主要成分，用于印刷高要求的文字、图案和图像。
四、涂料工业在涂料工业中，白炭黑广泛应用于各类涂料中，如水性涂料、溶剂型涂料和粉末涂料等。
它可以起到增白剂、消光剂和填料的作用，使涂料具有更好的遮盖力、附着力和光泽度。
白炭黑还可以提供涂料的防腐性能和耐候性，使涂层具有更好的耐久性和抗老化性。
同时，白炭黑还具有一定的增稠效果，可以减少涂料的流动性，提高涂料的垂流性和涂覆性。
五、其他领域除了以上几个领域，白炭黑在其他许多领域也具有广泛的应用。
例如，白炭黑可以用作防腐剂和抗氧化剂，用于食品、医药、化妆品等领域，保护产品的质量和延长使用寿命。
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。
白炭黑在橡胶中的应用
白炭黑在橡胶中的应用一、白炭黑对胶料工艺性能的影响（1）胶料的混炼与分散白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，而且在多量配合时，还容易生成凝胶，使胶料硬化，混炼时生热大。
为获得良好的分散，就要求初始混炼时，保持尽可能高的剪切力，以便使白炭黑的这些聚集体粒子尽可能被破坏，而又不致使橡胶分子链发生过多的机械降解。
为此，白炭黑应分批少量加入，以降低生热。
适当提高混炼温度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子间的凝聚力，有助于白炭黑在胶料中的分散。
（2）白炭黑补强硅橡胶混炼胶中的结构控制白炭黑，特别是气相法白炭黑是硅橡胶最好的补强剂，但有一个使混炼胶硬化的问题，一般称为“结构化效应”。
其结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度。
对此有两种解释，一种认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一方面认为硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键。
防止结构化有两个途径，其一是混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，如羟基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。
当使用二苯基硅二醇时，混炼后应在160~200℃下处理0.5~1h。
这样就可以防止白炭黑填充硅橡胶的结构化。
另一途径是预先将白炭黑表面改性，先去掉部分表面羟基，从根本上消除结构化。
（3）胶料的门尼粘度白炭黑生成凝胶的能力与炭黑不相上下，因此在混炼白炭黑时，胶料的门尼粘度提高，以致于恶化了加工性能，故在含白炭黑的胶料配方中软化剂的选择和用量很重要。
在IIR中往往加入石蜡烃类、环烷烃类和芳香烃类，用量视白炭黑用量多少及门尼粘度大小而异，一般可达15-30%。
在NR中，以植物性软化剂如松香油、妥尔油等软化效果最好，合成的软化剂效果不大，矿物油的软化效果最低。
（4）胶料的硫化速度白炭黑粒子表面有大量的微孔，对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延硫化。
白炭黑在食品中的应用
白炭黑在食品中的应用
白炭黑在食品中多用作乳化剂、稳定剂，被广泛应用于制作面包、糖果等食品中，能有效地抑制食品中的腐败细菌，提高食品的安全性，降低食品的污染物含量，防止营养素的流失，保持食品的颜色、香味、口感等特征，还可以提高食品添加剂的分散性。
白炭黑是经科学验证后被认定为安全的食品添加剂，可以令非乳类奶油粉的结块现象和低流动性的问题得到显著改善。
白炭黑的主要特性是它具有极高的吸收和分散性能，对各种有机物有很强的处理效果，可以与所有类型的有机物混合，是十分有效的耐热材料。
白炭黑也具有优异的抗老化性能，在室温下可维持其功能和结构质量，可以长期保持出色的性能，抗老化能力非常强，抗氧化能力也非常强，可以有效抑制有机物的破坏作用，对于金属等材料具有非常明显的抗腐蚀性能。
白炭黑在建筑材料领域应用主要是防潮、防水、防滑和绝缘等，用于制造陶瓷材料、石材表面处理剂、复合材料、涂料等，可以帮助陶瓷材料具有更强的抗腐蚀性、耐高温性和使用寿命更长。
它在涂料领域的应用是提高涂料的厚度、抗拉性、耐热性和耐腐蚀性，改善涂料的性能，使涂料的施工性能更加稳定，从而提高涂料的使用性能和耐用性。
白炭黑也可以用于电子元器件的制造，例如变压器、电池、放大器、开关、控制器等，它能有效地减少电子元器件的故障，增强电子元器件的可靠性和热稳定性，保护电子元器件免受温度变化的影响。
白炭黑还常用于轮胎、橡胶制品的制造，它可以增加橡胶制品的柔韧性，提高其耐磨性、耐冲击性和使用寿命，使橡胶制品抗破壊能力更强，更耐久。
白炭黑的用途和作用极其广泛，它的应用范围有日化、建材、涂料、橡胶、电子等，由于其独特的特性，白炭黑被广泛应用于各行各业，具有极大的应用前景。
沉淀法白炭黑
沉淀法白炭黑
一、产品特性：
沉淀法白炭黑（简称白炭黑）是橡胶工业常用的补强剂，它的化学名称是水合二氧化硅（Si O₂）或称胶体二氧化硅。
因为它在橡胶中有类似炭黑的补强性而且是白色粉末或细小粒子。
所以人们又称它为白炭黑。
目前白炭黑的制法大多数是采用硫酸溶液与硅酸钠溶液进行化学反应的方法。
因此法制得的白炭黑性能优良、成本也较低廉。
二、使用范围：
白炭黑在橡胶工业中应用最广，在制作胶鞋中它是彩色橡胶或透明鞋底的最佳补强剂。
在轮胎制作中常用它提高胶料对骨架材料或纤维的粘性。
在胶辊制作中它不仅能提高硫化胶的硬度和耐磨性，而且能提高胶料与金属辊芯的粘着力。
白炭黑绝大部分用于橡胶工业，只有一小部分用于其它工业，例如作农药辅料，还有油墨、油漆、塑料、日用化工产品也常用白炭黑，但用量不大。
三、参数指标（HG/T3061-1999）：。
白炭黑的用途及作用在混凝土里的
白炭黑的用途及作用在混凝土里的混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑、道路等领域。
为了进一步提升混凝土的性能，科研人员发现在混凝土中添加白炭黑能够改善混凝土的力学性能及耐久性。
本文将介绍白炭黑的用途及其在混凝土中的作用。
白炭黑的用途白炭黑是一种无定型的气固体材料，具有良好的分散性和高比表面积。
因此，白炭黑在许多领域有着广泛的用途。
首先，白炭黑常被用作增白剂，添加在橡胶制品、塑料制品等中，以提高产品的光泽度和白度。
此外，白炭黑还可以用作油墨的稀释剂和增稠剂，能够改善印刷品的印刷效果和涂料的流动性。
此外，白炭黑还可以用作催化剂和催化剂载体，广泛应用于化工、制药等领域。
在混凝土中的作用白炭黑在混凝土中的添加主要有以下几个作用：1. 提高混凝土的力学性能白炭黑具有良好的增强效果，可以显著提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗渗性能。
其细小的颗粒能够填充混凝土中的微细孔隙，增加混凝土的紧密性和密实性，从而提高混凝土的力学性能。
此外，白炭黑还能够改善混凝土的断裂韧性，增加其抗裂能力，有效延缓混凝土的龟裂和破坏。
2. 改善混凝土的耐久性白炭黑在混凝土中的添加可以有效改善混凝土的防水性能和耐久性。
混凝土中的微细孔隙是导致水分和气体进入混凝土内部的主要通道，进而导致混凝土的开裂和损伤。
白炭黑的添加能够填充这些微细孔隙，阻止水分和气体的渗透，从而提高混凝土的防水性能和耐久性。
3. 提高混凝土的稳定性白炭黑的添加还可以提高混凝土的稳定性。
在混凝土中形成的颗粒间的摩擦力和内聚力可以有效增强混凝土的抵抗变形和承载能力，使其更加稳定。
此外，白炭黑具有很强的吸附性能，能够吸附混凝土中的有害离子，如氯离子和硫酸盐离子，从而减少其对混凝土的侵蚀和腐蚀，提高混凝土的抗化学侵蚀性能。
4. 降低混凝土的热收缩混凝土在固化过程中会发生热收缩，这会导致混凝土的开裂和变形。
白炭黑的添加能够有效减缓混凝土的热收缩速率，降低混凝土的开裂倾向，提高混凝土的整体稳定性。
白炭黑成分及用途
白炭黑白炭黑定义白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
白炭黑的成分及传统用法成分白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半白炭黑透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，有巨大的比表面积。
气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99%，粒径可达10~20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。
沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。
气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂，超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。
制备制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。
新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。
传统方法（1）气相法主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。
反应式为：SiCl4+2H2+O2—>SiO2+4HCl空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
白炭黑的用途及性能
白炭黑的用途及性能白炭黑的用途很广，且不同产品具有不同的用途。
用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。
白炭黑加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。
填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。
填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。
白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。
白炭黑用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性，如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑。
在两层塑料薄膜之间往往不易分开，装袋时袋口很难打开，则白炭黑就是很顶用的开口剂。
由于炭黑发热量大，国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑。
目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。
白炭黑轮胎（白炭黑可延长汽车轮胎的使用寿命）在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。
白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。
由于白炭黑产品的一系列优越性，使它能够广泛应用于许多领域。
橡胶制品白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。
白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑，以获得高质量的橡胶制品，如越野轮胎、工程轮胎等。
用白炭黑作填料和磨蚀剂的透明彩色及不透明牙膏，这类牙膏具有良好的柔韧性、分散性，膏体光滑、柔软、磨蚀性好，不磨蚀牙膏管体；它能使药物牙膏保持药性的稳定。
白炭黑用在天然橡胶或合成橡胶制成的胶粘剂中，提供了触变性和补强性，同时由于其伸展性还可以提高粘着力，质高价廉。
白炭黑还可用在一些产品中来提高自由流动性，如草地肥料、杀真菌剂、洗衣漂白剂、酚和尿素的塑料制品、制造橡胶硫磺及抗结块混合物。
白炭黑的用途及作用
白炭黑的用途及作用
白炭黑是一种具有高比表面积和吸附能力的材料，由于其优异的吸附性能和光学性能，被广泛应用于很多领域。
首先，白炭黑在化妆品和个人护理产品中被用作填充剂，可以提供柔和的质感和乳化效果，同时还可以调节产品的流变性能和透明度。
它还可以增加睫毛膏和眉笔的颜色稳定性，并且可以用作制造光滑皮肤效果的组分。
其次，白炭黑在食品工业中也有广泛应用。
它可以用作增稠剂、稳定剂和抗结块剂，可以改善食品的质地和口感，增加松散剂的稳定性。
此外，白炭黑还可以用作食品包装材料的增白剂。
此外，白炭黑在药品工业中也有重要的应用。
它可以用作药物的吸附剂，可以去除药物中的杂质和有毒物质，提高药物的纯度和质量。
同时，白炭黑还可以用作药片的填充剂，以提高药物的释放效果和稳定性。
此外，白炭黑还可以应用于油墨工业、涂料工业和橡胶工业中。
在油墨工业中，它可以增加油墨的浓度和黏度，并改善打印效果；在涂料工业中，它可以增加涂层的厚度和光泽度；在橡胶工业中，它可以增强橡胶制品的强度和耐磨性。
总的来说，白炭黑作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于化妆品和个人护理产品、食品工业和药品工业，还可以应用于油墨工业、涂料工业和橡胶工业等领域。
白炭黑在食品中的应用
白炭黑在食品中的应用白炭黑，在食品工业中被广泛应用，具有重要的功能和作用。
它是一种无色、无味、无毒的固体物质，也被称为食品级活性炭黑或食品级活性炭粉。
它的应用领域非常广泛，从食品加工到烹饪用具，都可以看到它的身影。
白炭黑在食品加工中起到了很重要的作用。
它可以用作食品的着色剂，能够使食品呈现出黑色或深灰色，增加食品的美观度。
同时，白炭黑还可以用作食品的增稠剂，能够增加食品的粘稠度，改善食品的质地和口感。
在一些奶制品、果酱、糖果等食品中，白炭黑的应用可以使得食品更加顺滑细腻，增加食品的口感。
白炭黑还可以用作食品的稳定剂。
在一些含有油脂的食品中，白炭黑可以起到乳化稳定剂的作用，可以使油脂和水相互混合，形成一个稳定的乳状液体。
这样不仅可以提高食品的质量，还可以延长食品的保质期。
此外，白炭黑还可以用作食品的抗氧化剂，可以延缓食品的氧化速度，保持食品的新鲜度和营养价值。
白炭黑还被广泛应用于烹饪用具中。
在一些不粘锅和烤盘上，涂覆一层白炭黑的涂层可以防止食物粘在锅上，方便清洗和翻煎。
同时，白炭黑还可以吸附油脂，减少食品的油腻感，使得食物更加健康和美味。
除了在食品加工和烹饪用具中的应用外，白炭黑还可以用于食品包装材料中。
在一些保鲜膜和保鲜袋中，添加白炭黑可以提高包装材料的防潮性能，延长食品的保鲜期。
此外，白炭黑还可以阻隔紫外线和氧气的透过，减少食品中营养物质的损失，保持食品的新鲜度。
总的来说，白炭黑在食品中的应用非常广泛，具有重要的功能和作用。
它可以用作食品的着色剂、增稠剂、稳定剂和抗氧化剂，能够改善食品的质地、口感和保质期。
同时，白炭黑还可以用于烹饪用具和食品包装材料中，提高烹饪的方便性和食品的保鲜性。
相信随着技术的不断发展和创新，白炭黑在食品工业中的应用会越来越广泛，为人们带来更多美味和健康的食品。
白炭黑补强原理
白炭黑补强原理
白炭黑是一种常用的填充剂，其具有良好的增强效果。
白炭黑的增强原理可以归纳为以下几点：
1. 填充效应：白炭黑填充在聚合物基础体系中，可以增加复合
材料的体积，从而提高其硬度、强度和刚度等力学性能。
2. 表面修饰效应：白炭黑表面通过物理吸附或化学反应等方式
与聚合物基体表面相互作用，在界面处形成一层薄膜，可以改善界面的相容性和黏着性，提高复合材料的承载能力。
3. 阻隔效应：白炭黑具有较高的比表面积和孔隙率，可以有效
地阻隔氧气和水分的渗透，从而提高聚合物基体的抗氧化和耐水性能。
4. 热稳定效应：白炭黑具有较好的热稳定性能，在高温下不易
分解，可以降低复合材料在高温条件下的脆化和老化现象。
综上所述，白炭黑的增强原理主要包括填充效应、表面修饰效应、阻隔效应和热稳定效应等多个方面，这些效应相互作用，使得白炭黑成为一种有效的增强剂。
- 1 -。
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
白炭黑在胶粘剂中的作用
白炭黑在胶粘剂中的作用
《白炭黑在胶粘剂中的作用》
白炭黑是一种常见的填充剂，在胶粘剂中具有重要的作用。
它是一种非晶态固体，主要由二氧化硅组成，呈白色，具有较大的比表面积和吸附性能。
在胶粘剂中添加白炭黑可以改善胶粘剂的性能，并提高其粘接力和耐磨性。
首先，白炭黑可以增加胶粘剂的粘接力。
由于白炭黑的表面积大，与胶粘剂中的基础材料充分接触，因此可以增加粘合剂和被粘材料之间的接触面积，从而增强粘接力。
同时，白炭黑可以填充胶粘剂中的空隙，减少气泡和孔洞的形成，提高胶粘剂的密实性，进一步增强胶粘剂的粘接力。
其次，白炭黑还可以提高胶粘剂的耐磨性。
胶粘剂在使用过程中往往会受到外力的摩擦和磨损，容易造成粘接层的破坏。
而添加适量的白炭黑可以增加胶粘剂的硬度和耐磨性，使其更加抗磨损。
白炭黑的细小颗粒可以填充胶粘剂中的微观缺陷，强化胶粘剂的结构，减少胶层的剥离和磨损。
此外，白炭黑还可以改善胶粘剂的流变性能。
胶粘剂的流变性能决定了其在涂布和施工过程中的工艺性能。
添加适量的白炭黑可以改变胶粘剂的流变行为，使其具有适当的黏稠度和流动性，便于涂布和修补。
白炭黑的高吸附性能可以吸附胶粘剂分子之间的链状结构，增加粘度和粘合力，从而改善胶粘剂在不同工艺条件下的流变性能。
综上所述，白炭黑在胶粘剂中起到了重要的作用。
它不仅可以增加胶粘剂的粘接力和耐磨性，还可以改善胶粘剂的流变性能，提高胶粘剂的工艺性能。
因此，在胶粘剂的配方设计中合理添加白炭黑是一种常见的策略，有助于提高胶粘剂的性能和品质。
白炭黑是什么
白炭黑是什么引言白炭黑是一种广泛应用于各个领域的功能性材料。
它具有很高的比表面积和吸附性能，因此在能源、环境、材料等方面都有重要的应用价值。
本文将介绍白炭黑的定义、性质、制备方法以及应用领域。
定义白炭黑，又称气相法白炭黑，是一种无色、无味的颗粒状固体物质。
它是一种具有高比表面积和吸附性能的纳米材料。
白炭黑通常由耐高温的材料，如二氧化硅、硅酸盐等，在特定条件下制备而成。
性质1.比表面积：白炭黑的比表面积非常高，通常在100-1000平方米/克之间。
这使得白炭黑具有极强的吸附性能和反应活性。
2.光学性质：白炭黑具有良好的遮盖性和散射性，因此在化妆品和油墨等行业有广泛应用。
3.热稳定性：白炭黑能够在高温下保持稳定性，这使得它在高温反应和催化领域具有潜力。
4.化学稳定性：白炭黑在常规酸碱条件下都具有很好的稳定性，这使得它在化学工业中有广泛的应用前景。
制备方法白炭黑的制备方法主要包括气相法、溶胶凝胶法和高温煅烧等。
其中，气相法是最常用和有效的制备方法之一。
气相法制备气相法制备白炭黑是利用金属有机化合物或气态无机化合物作为前驱体，在高温条件下进行热解反应。
常用的气相法制备白炭黑的方法包括化学气相沉积法（CVD法）、溶胶凝胶法（Sol-Gel法）和喷雾法等。
以CVD法为例，制备白炭黑的步骤如下： 1. 准备金属有机化合物（如铝烯、硅烷等）和载气（如氢气、甲烷等）。
2. 将金属有机化合物和载气送入反应腔体，通过加热使其发生热解反应。
3. 反应生成的白炭黑颗粒被送出反应腔体，并进行后续处理，如洗涤、干燥等。
应用领域1.轮胎制造：白炭黑广泛应用于轮胎制造行业，主要用作轮胎加强剂和增白剂，能够提高轮胎的耐磨性和抗老化性能。
2.涂料和油墨：白炭黑能够提高涂料和油墨的遮盖性和光学性能，使其更具有光泽和美观度。
3.塑料制品：白炭黑可用作塑料制品的填料和增强剂，能够提高塑料制品的强度和硬度。
4.催化剂：由于白炭黑的高比表面积和吸附性能，它在催化剂领域有广泛的应用，能够提高催化反应的效率。
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沉淀白炭黑结构模型与真实电镜照片
2020/3/26模型
电镜照片
沉淀白炭黑的比表面积
沉淀法白炭黑的基本特征性能 1) 比表面积
比表面积决定于基本粒子的尺寸大小
基本粒子: 球形 (半径 R)
半径
表面积 : S = 4 p R
R
体积 : V = 4/3 p R3
质量 : M = Vxd (d : density = 2)
O O O O O O O O O O O O O OO OO OO OO OOOO OO OO
BULK
缩合水
自由水和物理吸附水
10
9
8
7
6
5
4
3
5°C/min.
2 1
0
0
200
400
600
800
1000
温度 (°C)
2020/3/26
表面形态
各类硅羟基及水合过程
O HH
Si
2020/3/26
间位
60.0
30.0
40.0Silica phr50.0
60.0
T90, Ts2 随着用量的提高
焦烧时间，硫化速度降底 300%定伸强度，定伸强度随着用量
2020/3/26
的提高而增l
白炭黑填充量对橡胶配合性能的影响
白炭黑用量在 (30~60 Phr) 对物理性能的影响
Hd Shore A+ Tear (Kn.m)
2020/3/26
密炼的基本工艺
• 1密炼温度。 • 2加料顺序。 • 3.配方/设备与工艺之间的关系。
Rubber SiO2
橡胶与白炭之间的相 互作用不是物理作用
2020/3/26
Rubber
.. . .S.iO2...
产生的化学界面作用
用硅烷偶联剂改性白碳黑
2020/3/26
Si 69
or
Si 75
橡胶硅烷的作用
硅胶－硅烷－橡胶偶联剂作用机理
白碳黑表面 硅胶偶联剂
RO
OH RO Si RO
4－乙氧基硅烷
<1
<1 <1 <1
2020/3/26
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
2020/3/26
标准的粉未状 => 具有较小的阻力 & 较高的污染
Akron (cc) + SG
Tear & Hd vs. PHR
100
90
80
Tear
70
60
Hd
50
40
30.0
40.0
50.0
60.0
Silica PHR
随着用量的增加撕裂强度，
拉伸强度增加
2020/3/26
1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000
30.0
TS2, T90 (m:s) TS & Modulus (MPa)
Ts2, T90 vs. phr
6:00
4:48
T90
TS & M300% vs. phr 22.0
19.0
TS
3:36
16.0
Ts2
13.0 2:24
10.0
1:12
7.0
M300%
0:00
4.0
30.0
40S.0ilica phr 50.0
5 à 25 nm
组成
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
BET比表面积CTAB 比表面积
/ m²/g
/ m²/g
Silica A
50
50
Silica B
125
120
Silica C
170
165
Silica D
170
160
N 774
29
29
N 550
42
42
比表面积就是每克白炭黑的表面积:
2020/3/26
SSA= 1 3 dR
SSA = S M
(m2/g)
沉淀白炭黑的比表面积
特别对于橡胶来说, 比表面积是指白炭黑的外比表面积(CTAB)或总比表面积 (BET)
---BET
总比表面积 橡胶不能延伸 至而橡胶助剂 可以进入的表 面
2020/3/26
....CTAB 外比表面积 橡胶分子可触表面
➢ 目的
▪ 补偿因白炭黑多孔性(BET - CTAB)被吸附的橡胶助剂,特别是促 进剂. ▪ 降低填料间的相互作用 ▪ 提高填料-橡胶间的相互作用
➢ 可以达到
✓提高工艺性能 ✓优化硫化性能 ✓提高补强性能
2020/3/26
白炭黑与橡胶基体的润湿合相容性
白炭黑
相容
相容
差
聚合物
佳
用 PEG, RT1987, 作为白炭黑的表面必改性剂
2020/3/26
白炭黑 在橡胶配方中的应用
水分对硫化速度的影响
T90 (m:s)
T90% Vs. Moisture
0:14:24
0:13:41 0:12:58 0:12:14 0:11:31
0:10:48 0:10:05
0:09:22 0:08:38
0:07:55 0:07:12
4
5
6
7
8
9
Moisture Content (%)
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
2020/3/26
白碳黑与硅烷偶联剂共混
偶联反应机理
RO
O RO Si R' Si OH RO
O
RO
Si OH RO Si R'
O
RO
1. hydrolysis
Si
2. coupling
O
- ROH
Si OH RO O RO Si R'
RO
焦烧时间(Ts2) & 硫化时间(T90) 延长, 拉伸，撕裂， 定伸，硬度，比重提高 阿克隆磨耗降低.
=>白炭黑 phr 提高, 活性剂 (例如PEG4000) 应相应调整. 通常是白炭黑用量的6~10%，( 1.5~ 3.5 phr)
2020/3/26
白炭黑填充量对橡胶配性能的影响
白炭黑用量在(30~60 phr) 不等对胶料配合性能的影响
沉淀法（橡胶用）白炭黑的性能与运用
无定型沉淀法白炭黑
• 工业生产 • 化学特性
2020/3/26
沉淀法白炭黑生产-- SiO2的形态变化
➢将二氧化硅从结晶态转变为无定型态
纯净结晶石英砂
沉淀白2020/3/26
agglomerate
aggregate
无定型水合二氧化硅
初级反应
2020/3/26
O RO
Si O Si R'
O RO OR
Si O Si R'
O
OR
Si
+ H2O
O RO - 2* ROH
Si O Si R'
O RO
二级反应
O RO
Si O Si R'
O
O
Si O Si R'
O
OR
Si
O RO
Si O Si R'
O RO
沉淀法白炭黑的颗粒度
在白炭黑生产的最后一步(干燥、研磨、压实、超微细), 白炭黑会生成不同状态.
相对湿度 [%]
时间 [ 小时 ]
2020/3/26
含水量对硫化过程的影响
O.D. 流变仪 at 150oC
扭矩
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
时间, min.
2020/3/26
白炭黑填充量对橡胶配性能的影响
白炭黑用量(phr)对橡胶性能影响明显。
从30 到 60 phr –在大底中： => 白炭黑 phr 提高:
N 220
119
111
N 110
138
127
粒径 / nm
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 %
商标名
5.5 Ultrasil 360 5.5 Ultrasil VN2 GR 5.5 Ultrasil VN3 GR 6.0 Ultrasil 7000 GR
内孔度 = BET - CTAB m²/g
国际标准ISO/DIS5794/3
• 分六个等级；(BET) 比表面积g/m2
•A
201—260
•B
166—200
•C
136—165
•D
101—135
•E
51—100
•F
20—30
2020/3/26
白碳黑比表面积对橡胶产品性能
的影响
粘度
硫化速率
拉伸
表面积 耐磨性
憎水 可忽略 中度导电
白碳黑 硅氧化物 在沉降和随后的熟化过程中 较缓慢的形成 无定性结构 大 量 均 匀 分 布 （ － OH）
亲水 对交联有相当大的影响
绝缘体