白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展
燕鹏华，梁 滔
（中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）
摘要：介绍白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展。通过白炭黑表面接枝改性和偶联剂改性以及白炭黑与其它填料插层复配，可增强白炭黑与橡胶间的相
互作用，改进白炭黑的补强效果。白炭黑用于天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、
三元乙丙橡胶等中，胶料网络结构增强，物理性能和抗湿滑性能改善，滚动阻力
降低。未来白炭黑研究应集中在白炭黑的界面属性方面，以进一步发挥白炭黑作
为补强填料的优势。
关键词：白炭黑；改性；填充；补强；橡胶
白炭黑即水合无定形二氧化硅，它是一种大比表面积、高结构、高活性的补强填充材料，因其具有特殊的表面结构、颗粒形态以及物理和化学性质，应用十分广泛[1-2]。根据制备方法不同，白炭黑可分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑[3]。气相法白炭黑是球链状结构，外比表面积大，表面羟基少；沉淀法白炭黑是低结构的球状物，孔隙率高，内外比表面积均较大，表面羟基多。沉淀法白炭黑主要以石英砂、纯碱、工业盐酸、硫酸、硝酸或二氧化碳为原料，原料便宜、易得，生产工艺和设备较简单，产品价格低，目前在市场上占据主导地位，产量约占白炭黑产量的85%。气相法白炭黑主要以硅氧烷（尤其是六乙基硅氧烷）、四氯化硅等为原料，反应条件易控制，产品纯度高，但原料价格较高，产率低。近年固特异开发了用稻壳灰制备白炭黑的新技术[4]。
目前，在橡胶补强剂中白炭黑用量仅次于炭黑，但与橡胶的相容性较差，加工性能不如炭黑[5]。随着欧盟REACH法规和轮胎标签法规的相继实施，橡胶及其制品的环保化迫在眉睫，再加上浅色制品的需求，白炭黑改性及应用研究越来越受到重视。
1 白炭黑改性
白炭黑表面有大量的羟基，导致其易团聚，在使用过程中白炭黑通常需要改性，以提高其分散性。白炭黑改性的方法主要有物理改性和化学改性，本文主要关注化学改性。
宋英泽等[6]以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，乙烯基三乙氧基硅烷为改性剂，采用溶胶-凝胶法制备了乙烯基官能化的白炭黑。乙烯基官能团接枝到白炭黑表面后，白炭黑表面的乙烯基参与硅橡胶热硫化过程中的交联反应，增强白炭黑与硅橡胶间的相互作用；白炭黑表面的乙烯基能够加快硅橡胶热硫化反应第1阶段的反应速率，当硫化温度为120 ℃时，其硫化速率常数为0.527；对于添加乙烯官能化白炭黑的硅橡胶，其硫化温度选择120 ℃较为适宜。
郑竹等[7]将丙烯酸酯加入白炭黑和天然胶乳的混合体系中，对白炭黑表面进行接枝改性。经过丙烯酸单体改性后的白炭黑/天然橡胶（NR）复合材料具有更好的加工流动性、物理性能和耐老化性能，其中甲基丙烯酸甲酯的改性效果优于丙烯酸丁酯的改性效果。
辛高峰等[8]以正辛醇为改性剂，对沉淀法白炭黑表面进行改性，探讨了改性剂用量、改性温度和改性时间对白炭黑粘度的影响。当每60 g白炭黑用50 mL正辛醇改性时，反应温度为120 ℃，时间为2 h，改性白炭黑的分散性最好，粘度明显降低，表
面改性率达到35.72%。
马红鹏等[9]利用廉价的十八醇为原料，对白炭黑表面进行改性研究，经过正交试验确定的最佳改性工艺条件为：十八醇用量2.0 g，催化剂用量0.2 g，反应温度40 ℃，反应时间90 min，在此条件下得到的改性白炭黑活化度达到95%以上。
Pourhossaini M R等[10]通过三步法在白炭黑表面成功接枝丁苯橡胶（SBR），首先利用羟基与异氰基的反应将甲苯二异氰酸酯（TDI）接枝在白炭黑表面，降低填充物之间的相互作用，改善白炭黑的分散性，再利用该反应将端羟基聚丁二烯（HTPB）接枝在白炭黑表面，最后通过固化将SBR链与HTPB交联，将SBR固定在白炭黑表面。
刘全章等[11]用硅烷偶联剂双（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物（Si69）对白炭黑进行表面改性，考察了改性白炭黑对溶聚丁苯橡胶（SSBR）性能的影响。结果表明，与未改性白炭黑相比，改性白炭黑的补强作用明显，混炼胶的加工安全性提高，硫化速度加快。
江学良等[12]在采用端巯基硅烷偶联剂KH-580对白炭黑表面进行改性，研究改性白炭黑对丁基橡胶（IIR）物理性能和阻尼性能的影响。结果表明：偶联剂KH-580可以改善IIR和白炭黑之间的相容性，提高胶料的物理性能；改性白炭黑填充的IIR在-40~80 ℃下损耗因子减小，有效阻尼温域变窄。
邢英豪等[13]采用硅烷偶联剂KH-550，KH-560，KH-570以及钛酸酯偶联剂对白炭黑进行表面改性，以提高无机材料的表面疏水性。在单因素试验的基础上，通过正交实验考察不同钛酸酯比例、改性温度和搅拌时间对白炭黑的改性效果。结果表明：钛酸酯偶联剂改性效果最好，最佳改性条件为钛酸酯质量分数60%，改性温度100 ℃，改性时间45 min；在此改性条件下，白炭黑活化指数为99.75%，吸油（蓖麻油，密度0.962 g?cm-3）值为196.0 mL?（100 g）-1。该法可使白炭黑表面键合有机官能团，提高白炭黑疏水性，改善白炭黑在有机介质中的分散程度。
吴友平等[14]利用喷雾干燥工艺制备粘土/白炭黑复合填料，使纳米白炭黑成功插入粘土片层，使粘土达到纳米级，该复合填料可以在任意胶种中填充使用。该复合填料制备方法简单，成本低，易于工业化。
Surya I等[15]在白炭黑表面分别接枝烷醇酰胺和硅烷偶联剂，对比改性白炭黑对NR的补强效果。结果表明：与未改性白炭黑相比，2种改性白炭黑在橡胶中分散较好，与橡胶的结合力增大，胶料硫化速度加快；在相同的接枝量下，烷醇酰胺改性白炭黑对橡胶的补强效果优于硅烷偶联剂改性白炭黑。
2 白炭黑在橡胶中的应用
2.1 白炭黑
武卫莉等[16]采用2种新型白炭黑替代普通白炭黑应用在NR、顺丁橡胶（BR）、SBR、三元乙丙橡胶（EPDM）、丙烯酸酯橡胶（ACM）和硅橡胶中。通过分析胶料硬度、拉伸强度、拉断伸长率、耐磨性能和耐老化性能，确定白炭黑的适宜用量和种类。结果表明：白炭黑的适宜用量为80份；普通白炭黑适合用作EPDM的补强剂；碱法白炭黑对NR，SBR和ACM的补强效果更好；酸法白炭黑胶料的硬度和拉伸强度很小，不适用于补强；白炭黑对硅橡胶的补强效果不理想。
赵明明等[17]采用白炭黑补强异戊橡胶（IR）和NR，研究白炭黑对胶料的硫化特性、物理性能、耐热老化性能和动态力学性能的影响。结果表明：采用白炭黑补强，IR的硫化速度比NR快，焦烧时间比NR短、交联密度与NR接近，NR的物理性能优于IR；随着白炭黑用量增大，IR的耐老化性能提高，白炭黑用量为20份时NR的耐老化性能最好；在0 ℃时IR的损耗因子大于NR，在60 ℃时IR的损耗因子小于NR。
近年来紫外光交联因交联速度快、效率高、操作简单、安全性好等优点引起国内外学者的关注。谢飞等[18]对丁腈橡胶（NBR）/白炭黑共混体系进行紫外光交联改性，考察胶料的光交联特性及白炭黑用量对胶料性能的影响。结果表明，随着白炭黑用量增大，胶料的拉伸强度显著上升，拉断伸
长率下降，凝胶含量先上升后下降，在50份时出现最大值。
白炭黑补强橡胶材料可以采取液相混炼技术制备。Harris L D等[19]先制备分散均匀的纳米白炭黑悬浮液，再用纳米白炭黑悬浮液与SBR乳液混合制备白炭黑/SBR复合材料。
研究[20-21]表明，在SSBR聚合后期采用硅烷偶联剂封端得到末端带硅氧烷基团的SSBR胶液，在胶液中加入纳米白炭黑充分搅拌，经共凝聚、热处理可制得分子末端与填料牢固键接的复合材料，该复合材料具有结合胶含量高、抗湿滑性能和物理性能优异、滚动阻力和动态生热低等特性。
Sun J等[22]对白炭黑填充的SSBR流变行为进行研究。结果发现，采用白炭黑填充和未用白炭黑填充的SSBR非线性粘弹性行为类似，这与非线性粘弹性行为与材料内部网络打破并重新形成填充剂网络有关的结论相悖。白炭黑填充SSBR的动态储能模量-应变曲线、阻尼因子-应变曲线通过水平和垂直移动可以与SSBR的相应曲线重合，说明培恩效应的首要影响因素是橡胶中缠结的分子网络。相应的水平和垂直移位因子则是基于增强和应变的放大效应。白炭黑填充SSBR，导致SSBR培恩效应的宏观临界应变明显下降，但相应的局部应变下降幅度较小。
谭志海等[23]研究了白炭黑补强溴化丁基橡胶（BIIR）的性能及特点。结果表明：与炭黑补强BIIR相比，白炭黑补强BIIR表现出良好的加工性能、物理性能和耐热老化性能；硅烷偶联剂Si69用量对硫化胶的物理性能影响很大；白炭黑补强BIIR 的拉伸应力软化效应和应力松弛性能与炭黑补强BIIR有明显区别。
陈翔等[24]考察了白炭黑和炭黑用量对NR动态性能的影响。结果表明：白炭黑和炭黑与NR的作用强度和机理不同，填充白炭黑和炭黑的NR弹性模量对动态应变振幅的响应也不相同；白炭黑或炭黑用量大于30份时胶料中会形成填料网络结构；采用硅烷偶联剂对白炭黑进行改性，硫化胶的动态损耗降低，与NR的化学结合使改性白炭黑在动态变形条件下的团聚程度显著低于炭黑。2.2 炭黑和白炭黑并用
用白炭黑填充的硫化胶具有良好的抗湿滑性能和较低的滚动阻力，但是白炭黑的补强效果不如炭黑，白炭黑填充胶料的加工性能也不如炭黑填充胶料。于晓波等[25]将白炭黑和3种炭黑（N330，N550，N660）制成复合填料后用于补强SSBR/BR 并用胶，研究复合材料的硫化特性、物理性能、压缩生热、抗切割性能、耐磨性能、抗湿滑性能以及动态力学性能。结果表明：与白炭黑补强胶料相比，白炭黑与炭黑并用补强胶料的焦烧时间缩短，填料网络结构增强，物理性能提高，生热和滚动阻力增大，玻璃化转变温度降低，抗切割性能和抗湿滑性能下降；炭黑粒径增大，胶料的焦烧时间缩短，生热和滚动阻力减小，耐磨性能和抗湿滑性能下降。
任佳帅等[26]在白炭黑和炭黑总用量一定的情况下，研究白炭黑/炭黑用量比对NR性能的影响。结果表明：随着白炭黑用量增大，胶料的硫化速度下降；加入20~25份白炭黑对提高胶料的抗湿滑性能和降低胶料的滚动阻力最有效。
Rattanasom N等[27]采用白炭黑Hisil 233和炭黑N330制备复合填料，研究白炭黑/炭黑用量比对NR 物理性能的影响。结果表明，填充50份白炭黑/炭黑复合填料时，白炭黑用量为20份和30份的胶料物理性能较好，填料分散度好，网络结构低。
张劲等[28]对炭黑N220，N550和ST1120与高分散性白炭黑共同补强的NBR耐热老化性能和耐油性能进行了考察。结果表明：炭黑N220和ST1120对NBR的老化性能具有显著影响，炭黑N220的适宜用量为10份，炭黑ST1120适宜用量为20份；炭黑N550对橡胶老化性能的影响较小，可以大量添加以起补强作用；高分散性白炭黑可显著降低胶料的正硫化时间和焦烧时间。
3 结语
随着产业结构调整、环境保护意识增强及能源结构变化，白炭黑逐步取代炭黑或与炭黑并用作为橡胶的主要补强材料成为必然趋势。但是，白炭黑在应用过程中易团聚、与橡胶结合力差等问题还
没有得到彻底解决。因此，未来白炭黑研究应集中在白炭黑的界面属性及改性方面，以进一步发挥白炭黑作为补强填料的优势。
参考文献：
[1] 田国鹏. 白炭黑及其在橡胶工业中的应用研究进展[J].
精细与专用化学品，2014，22（4）：25-30.
[2] Majeste J C，Vincent F. A Kinetic Model for Silica-filled
Rubber Reinforcement[J]. Journal of Rheology，2015，59（2）：405-427.
[3] 盛强，姜岩，李东胜，等. 制备白炭黑研究进展[J]. 当
代化工，2014，43（1）：62-65.
[4] 朱永康. 固特异用稻壳灰制备的白炭黑生产节油环保轮
胎[J]. 橡胶科技，2015，13（1）：58.
[5] 李军，黄金霞，赵金德，等. 白炭黑发展现状及市场前
景[J]. 化工科技，2011，19（4）：67-71.
[6] 宋英泽，宋丽贤，芦艾，等. 白炭黑表面接枝乙烯基改
性及其对硅橡胶硫化性能的影响[J]. 2013，41（5）：674-678.
[7] 郑竹，曹璟，张晓峰，等. 丙烯酸酯改性白炭黑填充天
然橡胶的研究[J]. 弹性体，2014，24（1）：47-49. [8] 辛高峰，何寿林，王火力，等. 正辛醇改性白炭黑的
表面工艺[J]. 武汉工程大学学报，2011，33（9）：16-19.
[9] 马红鹏，徐卡秋，陈小康，等. 白炭黑的表面疏水
改性及应用[J]. 消防科学与技术，2014，33（2）：198-200.
[10] Pourhossaini M R，Razzaghi-Kashani M. Grafting
Hydroxy-terminated Polybutadiene onto Nanosilica Surface for Styrene Butadiene Rubber Compounds[J]. Journal of Applied Polymer Science，2012，124（6）：4721-4728.
[11] 刘全章，赵洪国，胡海华，等. 表面改性白炭黑增
强溶聚丁苯橡胶的性能[J]. 合成橡胶工业，2014，37（2）：144-148.
[12] 江学良，徐雄，张娇，等. 端巯基硅烷改性白炭黑填
充丁基橡胶[J]. 武汉工程大学学报，2014，36（9）：33-37.
[13] 邢英豪，伍军，张涵，等. 偶联剂改性白炭黑工艺条
件优化[J]. 食品工业科技，2014，35（14）：131-134.[14] 吴友平，李文姬，王磊，等. 一种白炭黑/粘土/橡胶
纳米复合材料的制备[P]. 中国：CN 101704967A，2010-05-01.
[15] Surya I，Ismail H，Azura A R. The Comparison of
Alkanolamide and Silane Coupling Agent on the Properties of Silica-filled Natural Rubber (SMR-L) Compounds[J].
Polymer Testing，2014，40：24-32.
[16] 武卫莉，孙佳俊. 新型白炭黑改性橡胶研究[J]. 弹性
体，2009，19（4）：44-47.
[17] 赵明明，刘高君，崔广军，等. 白炭黑补强异戊橡
胶和天然橡胶性能的对比研究[J]. 弹性体，2012，22（3）：73-76.
[18] 谢飞，吕建平，汤存对，等. 白炭黑用量对光交联丁
腈橡胶/白炭黑共混体系及其性能影响[J]. 高分子材料科学与工程，2014，30（12）：50-53.
[19] Harris L D，Young H W，Parikh D R，et al. Compositions
with Compatibilized Silica，Nitrile Rubber，Styrene Butadiene Rubber，Elastomeric Compounds，and/or Recycled Materials[P]. WO 2011085199，2011-07-14. [20] 赵素合，刘晓，张兴英，等. 端基官能化溶聚丁苯
橡胶填充白炭黑复合材料的制备方法[P]. 中国：CN 101319064 A，2008-12-10.
[21] Liu X，Zhao S H，Zhang X Y，et al. Structure and
Properties of Solution-polymerized Styrene Butadiene Rubber with Alkoxysilane Groups on Two Ends/Silica Nanocomposites[J]. China Synthetic Rubber Industry，2008，31（6）：482.
[22] Sun J，Song Y，Zheng Q，et al. Nonlinear Rheological
Behavior of Silica Filled Solution-polymerized Styrene Butadiene Rubber[J]. Journal of Polymer Science Part B：Polymer Physics，2007，45（18）：2594-2602. [23] 谭志海，任文坛，张勇，等. 白炭黑补强溴化丁基橡
胶的性能及特点[J]. 特种橡胶制品，2006，27（1）：10-13.
[24] 陈翔，陈龙，赵菲. 炭黑和白炭黑补强NR动态性能的
研究[J]. 特种橡胶制品，2014，35（1）：19-24. [25] 于晓波，高健鸿，吴友平. 白炭黑/炭黑并用对溶聚丁
苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响[J]. 合成橡胶工业，2014，37（2）：125-128.
[26] 任佳帅，赵学康，杜爱华. 白炭黑/炭黑复合填充对
NR性能的影响[J]. 世界橡胶工业，2014，41（7）：9-13.
[27] Rattanasom N，Saowapark T，Deeprasertkul C. 白炭黑/
炭黑复合填料对天然橡胶补强性能的研究[J]. 胡浩，
译. 橡胶科技， 2014，12（8）：18-24.
[28] 张劲，孙汝楠，孟思炜，等. 炭黑/高分散白炭黑对
丁腈橡胶耐热及耐油性能的影响[J]. 硅酸盐通报，2014，33（12）：3159-3176.
Research Progress of Silica Modification and Its Application
Yan Penghua, Liang Tao
（PetroChina Lanzhou Chemical Research Center, Lanzhou 730060, China）
Abstract: The advances in modi?
are reviewed. The interaction between silica and rubber is enhanced by surface modification of silica through grafting, silane coupling or intercalation compounding with other
on the silica interface properties in order to further develop the advantages of silica as reinforcing ?Keywords: silica; modi? cation; ? lling; reinforcement; rubber
信息?资讯
索尔维公司推出高分散性白炭黑新品种
索尔维（S o l v a y）公司推出新产品——Efficium高分散性白炭黑。这种创新型补强填料具有优异的综合性能，不仅可以提高胶料混炼和挤出工序的生产效率，而且可以保证轮胎的滚动阻力、耐磨性能和抓着性能，满足绿色轮率高，半成品尺寸稳定性好，混炼胶贮存寿命延长，可广泛应用于乘用车轮胎和重型卡车轮胎。工业化生产证明，在卡车轮胎胎面胶中添加Efficium高分散性白炭黑，胶料的混炼和挤出生产效率益提高30%，轮胎的滚动阻力和耐磨性
天 然 高 分 子 改 性 材 料 的 发 展 以 及 运 用 景 姓名：李毅 学号：5404310016 专业班级：工业工程101
天然高分子改性材料的发展以及运用 姓名：李毅学号：5404310016 班级：工业工程101 摘要：本文介绍了淀粉、木质素、甲壳素、壳聚糖及瓜尔胶等几种天然高分子材料的研究进展以及改性方法，同时通过几种不同的化学反应详细介绍了壳聚糖的应用，同时介绍了其他几种在当代生活不同领域的应用。 关键词：天然高分子，改性，羧甲基化反应，酯化反应，酰化反应，接枝反应，运用，阻燃和耐热。 正文部分： 1.引言 近年来基于石油产品的合成高聚物材料也已广泛应用于包装、日用品、医用、建材、宇航、工业和农业各个领域，。然而，基于石油资源的合成高分子材料大量使用不仅造成环境污染，而且以后将面临石油资源逐渐枯竭的威胁。而天然高分子来源于自然界中动物、植物和微生物，它们是取之不尽，用之不竭的可再生资源。所以在石油资源日益匮乏和价格持续高涨之际，天然高分子的研究和利用出现新的发展机遇。天然高分子中含量最丰富的资源包括纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖等，它们具有多种功能基团，可通过化学、物理方法改性成为新材料，也可通过化学、物理及生物技术降解成单体或低聚物用作能源以及化工原料。因此，近年在该领域的基础和应用研究的优秀成果以及日益增强的全球环境法则的压力共同作用下已孵化出这一新兴行业。 2.天然高分子材料的研究进展以及运用 2.1 淀粉 天然淀粉资源十分丰富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉，据统
计，自然界中含淀粉的天然碳水化合物年产量达5000亿t，是人类可以取用的最丰富的有机资源。淀粉及其衍生物是一种多功能的天然高分子化合物，具有无毒、可生活降解等优点。它是一种六元环状天然高分子，含有许多羟基，通过这些羟基的化学反应生产改性淀粉，另外，淀粉还能与乙烯类单体如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等通过接枝共聚反应生成共聚物。这些共聚物可用作絮凝剂、增稠剂、黏合剂、造纸助留剂等。近年来淀粉的接枝共聚研制新型絮凝剂在国内也取得长足进展，有人用淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚制得阳离子淀粉，实验对炼油废水、生活废水有较好的处理效果，COD去除率可达70％以上，色度残留率低于20％，是一种较好的絮凝剂。淀粉-聚丙烯酰胺接枝共聚物作为有机高分子絮凝剂的研究早巳受到人们的重视，并有不少成果问世。我国尹华等以淀粉为基本原料，加入丙烯酰胺、三乙胺、甲醛和适量的盐酸进行接枝共聚反应，合成出一种阳离子型高分子絮凝剂FNQE，该药剂具有独特的分子结构和较高的相对分子质量分布。FNQE对高岭土悬浊液有良好的絮凝除浊效果，对城市污水在投药量为10mg／L时即能达到理想的净化效果，浊度、色度的去除率均在90％以上。 2.2 ，木质素 木质素与纤维素、半纤维素粘结在一起形成植物的主要结构，是植物界中非常丰富的天然高分子。相对于其它天然高分子，木质素具有更为复杂的组成及多级结构，是最难认识和应用的天然高分子之一。但是，木质素分子具有众多不同种类的活性官能基，兼具可再生、可降解、无毒等优点，而且工业木质素来源于造纸黑液，成本低廉，因而被视为优良的绿色化工原料，其综合利用备受关注。在应用和研究较为活跃的木质素高分子材料领域，可通过化学反应和物理共混将木质素与酚醛树脂、聚氨酯、聚烯烃、橡胶、聚酯、聚醚、淀粉、大豆蛋白等复合，提高材料的性能并降低成本。木质素是一种与工程塑料极为相似的，具有高
粉体表面改性设备
中国粉体表面改性设备种类很多，例如高速混合机、捏合机、密炼机、开炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等，但这些设备大多从化工机械借用过来。存在许多严重问题，针对这些问题，近年来有了许多改进和进展，本文重点介绍引进国外机型和对高冷搅机组进行的改进。 现状粉体表面改性设备，主要担负三项职责，一是混合，二是分散，三是表面改性剂在设备中熔化和均匀分散到物料表面，并产生良好的结合。由于混合物的种类和性质各不相同，混合、分散和表面改性要求的质量指标也不相同，因而出现多种性质不同的改性设备，而这些设备又多为借用，因而并不能很好地完成改性任务。主要使用的改性设备为： •。重力混合器 •。气动混合器 •。转鼓式混合机 •。v型混合机 •。Z型混合机 •。高速混合机及高速混合机和冷却混合机组(简称高冷搅机组) •。开炼机 •。密炼机 •。混炼型单螺杆挤出机，布斯混炼机 •。双螺杆挤出机以及静态混合器，空腔混合器，和拉伸混合器等。 这些设备存在的主要问题是： ①多数是间歇式的，连续式设备如单、双螺杆挤出机大都是直线运动式，混合效果差。存在产量低，能耗大，工人劳动强度高，易造成环境污染等问题。
②升温慢，改性时间长，相反改性剂用量大，改性效果差。 ③比较而言，高冷搅机组价格低、耐用、易操作、改性效果好。 ④与国外设备相比，差距明显，主要表现在连续性和改性效果方面。 可以说，中国的粉体表面改性设备的落后，严重制约表面改性深加工技术的发展。已经到了非改不可的地步。 从90年代开始，一些科技人员就着手对改性设备进行改革、到2002年已经取得阶段性成果。 这些阶段成果包含两个方面： ①引进国外连续改性机型 ②对高冷搅机组进行改革 引进国外机型 引进、吸收、消化国外先进设备，是现阶段我们的主要手段之一。改性设备也不例外，现在由大专院校、科研单位与生产企业共同引进开发的改性设备已经问世，且价格大大低于直接购买的国外同类设备。 1、PS系列粉体表面改性机 由原武汉工业大学北京研究生部非矿所和青岛青矿矿山设备有限公司共同开发研制成功的PSC系列粉体表面改性机是表面化学改性的专用设备，它具有设计先进，科学，能连续生产，产量高，能耗低，自动化程度高，工人劳动强度低，无粉尘污染，且表面改性剂用量少，包覆率高等特点。 ①PSC表面改性性能结构特征： 本机由给料输送、主机、改性剂供给、排料、成品输送、成品收集仓、加热、给风、除尘等系统构成。
二氧化硅处理方法的研究 第一章前言 1、选题的目的、意义 由于二氧化硅内部的聚硅氧和外表面存在的活硅醇基及其吸附水，使其呈亲水性,在有机相中难湿润和分散,与有机基体之间结合力差,易造成界缺陷,使复合材料性能降低［1－3］,而二氧化硅可用于橡胶制品、塑料制品、粘合剂、涂料等领域,要想改善这种缺陷,我们需要通过对二氧化硅进一步处理,使原来亲水疏油的表面变成亲油疏水的表面,这种表面功能的改变在实际应用中有重要价值。据此我们利用一些表面改性方法如沉淀法二氧化硅表面改性、十二醇二氧化硅表面改性、气相法二氧化硅表面改性、两亲性聚合物改性二氧化硅等来使亲水性的二氧化硅通过表面处理改性为疏水的二氧化硅,以提高产品的亲油性、分散性和相容性,并能使二氧化硅在某些乳液中既能长期稳定分散,又能保证它与基料在成膜后能有良好的界面结合。 第二章、二氧化硅处理方法的研究现状 目前我们对二氧化硅处理方法的研究主要分为：纳米级二氧化硅的改性处理和非纳米级的二氧化硅的改性处理。 2．1非纳米级二氧化硅的研究 2．1．1二氧化硅的概念：SiO2又称硅石。在自然界分布很广,如石英、石英砂等。白色或无色,含铁量较高的淡黄色。密度2.2 ～2.66。熔点1670℃（麟石英）；1710℃（方石英）。沸点2230℃,相对介电常数为3.9。不溶于水微溶于酸,呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。 2．1．2非纳米级二氧化硅表面改性 由于在二氧化硅表面存在有羟基,相邻羟基彼此以氢键结合,孤立羟基的氢原子正电性强,易与负电性原子吸附,与含羟基化合物发生脱水缩合反应,与亚硫酰氯或碳酰氯反应,与环氧化台物发生酯化反应。表面羟基的存在使表面具有化学吸附活性,遇水分子时形成氢键吸附。二氧化硅表面是亲水性的,无论气相法或沉淀法都是如此,差异仅是程度不同这导致了在与橡胶配合时相容性差,在配合胶料内对硫化促进剂吸附而迟延硫化。此外,白炭黑比表面积大、粒径小，在与
中华人民共和国轻工行业标准 食品添加剂 瓜尔胶 QB 2246-96 前言 本标准等效采用FAO/WHO1992年瓜尔胶的标准。其中，鉴别试验、酸不溶物、硼酸盐、蛋白质、淀粉试验、砷、铅、重金属的指标均采用FAO/WHO标准；干燥减量、总灰分指标略优于FAO/WHO标准。此外还增加了粘度和细度指标。 本标准的具体检验方法采用经试验确认可靠的方法和其他标准中的检验方法，采用的标准包括FAO/WHO1992年瓜尔胶的标准和中华人民共和国国家标准。 本标准由中国轻工总会食品造纸部提出。 本标准由全国食品发酵标准化中心、卫生部食品卫生监督检验所技术归口。 本标准由中国石油天然气油田化学公司、中国食品发酵工业研究所负责起草。 本标准主要起草人：郑立凯、单齐梅、方军、吴玉宏。
1 范围 本标准规定了食品添加剂—瓜尔胶的技术要求、试验方法、检验规则以及关于包装、标志、贮存和运输的各项要求。 本标准适用于从热带豆科草本植物—瓜尔豆〖Cyamops tetragonoloba(L·)Taub〗种子经破碎,去其种皮、子叶（胚芽）后取其胚乳加工精制而成的天然植物胶。其主要成分为半乳甘露聚糖，在食品工业生产中用作增稠剂、稳定剂等。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 5009.4-85 食品中灰分的测定方法 GB 6284-86 化工产品中水分含量测定的通用方法重量法 GB 8449-87 食品添加剂中铅的测定方法 GB 8450-87 食品添加剂中砷的测定方法 GB 8451-87 食品添加剂中重金属的限量试验法 GB/T 14771-93 食品中蛋白质的测定方法 3 结构式、分子量 结构式: 分子量:22万道尔顿。 4 技术要求 4.1 外观 乳白色可自由流动粉末。 4.2 理化指标 食品添加剂瓜尔胶的质量应符合表1要求。 表1
1前言 1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景 纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。纳米SiO 是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎 2 粉体的行业。我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计涉及到所有应用SiO 2 划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成 [1]，从而使我国成为继美、英、日、德功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO 2 国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。纳米SiO 的批量生产为其研究开发提 2 供了坚实的基础。 目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。但总地来讲，我国纳米SiO 的生 2 产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。 1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5] 纳米二氧化硅是纳米材料中的重要一员，为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。微结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。这种特殊结构使它具有独特的性质： 纳米二氧化硅对波长490 nm以内的紫外线反射率高达70%～80%，将其添加在高分子材料中，可以达到抗紫外线老化和热老化的目的。 纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。 纳米二氧化硅在高温下仍具有强度、韧度和稳定性高的特点，将其分散在材料中，
丁苯橡胶接枝改性的研究进展及应用 学院：************** 班级：********* 姓名：****** 学号:**********
丁苯橡胶接枝改性的研究进展及应用 摘要:介绍了丁苯橡胶接枝改性的机理, 综述了近几年来丁苯橡胶接枝改性方法的研究进展。同时,对丁苯橡胶接枝产物的应用及其前景作简要展望。 关键词:丁苯橡胶；接枝；改性；应用 丁苯橡胶(SBR)是苯乙烯和丁二烯2种单体共聚生成的弹性体共聚物, 是耗量最大的通用橡胶之一,应用广泛。与一般通用橡胶相比,SBR具有较好的耐磨性、耐热性和耐老化性能，易与其他非极性橡胶并用,但其生胶强度低,黏合性差,不易增韧极性塑料。因此为了拓宽SBR 的应用范围,需要对其进行改性。常用的改性方法有共混法、接枝法、环氧化法。其中,接枝法操作简便经济,接枝产品灵活多变,是改善SBR 的使用性能、扩大SBR 应用范围的主要方法之一。SBR 的接枝改性是一种二烯烃聚合物的接枝,以双键和烯丙基氢为接枝点。通过接枝聚合反应,可以将极性、非极性的基团或链段和高弹性的两链段键接在一起,从而赋予SBR许多特殊的性能。笔者介绍了丁苯橡胶接枝改性的机理,对SBR接枝改性方法及应用进行概述。 1. SBR接枝机理 以SBR /苯乙烯体系进行溶液接枝改性为例。引发剂受热分解成初级自由基, 一部分引发苯乙烯聚合成均聚物,另一部分与SBR 大分子加成或转移,进行下列3种反应而产生接枝点。 第1种: 初级自由基与乙烯基侧基双键加成 第2 种: 初级自由基与SBR主链中的双键加成 第3 种: 初级自由基夺取丙烯基氢而链转移 其中R代表初级自由基,上述3种反应的反应速率常数依次为K 1> K 2 > K 3 。可知,第1 种和第2种更加有利于接枝反应。 2. 接枝改性方法 接枝改性是通过引发剂提供活性种,产生接枝点,聚合后形成接枝产物。接枝产物的性能及应用决定于主、支链的组成结构和长度以及支链数。接枝改性方法具有操作简单、接枝单体灵活多变的优点,是非常有潜力的方法之一。接枝改性可以在乳液、溶液和胶块中进行,接枝场所的不同可以产生不同的接枝效果。2.1 在乳液中进行接枝改性 在乳液中进行接枝改性是将接枝单体、引发剂等直接加入到橡胶乳液中,然后引发接枝聚合,是SBR接枝改性中最简单经济的方法。通常情况下,接枝对象是SBR胶乳,最后得到具有核壳结构的丁苯橡胶胶乳。 Arayapranee等研究了以苯乙烯(ST)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为接枝单体、SBR 胶乳(SBRL)为接枝对象、过氧化羟基二异丙苯(CHPO)/四乙烯五胺(TEPA)氧
---------------材料科学与工程专业成型加工工艺课程设计题目：丁苯橡胶的增强改性 姓名：季赛 学号： 150412108 班级： 2012级材料（1）班 指导老师：张建耀职称：高级工程师\教授 起止日期： 2015.11.23——2015.12.6
目录 1.设计背景 (4) 1.1改性加工目的 (4) 1.2乳聚丁苯橡胶 (6) 1.3溶聚丁苯橡胶 (6) 1.4粉末丁苯橡胶 (8) 2.丁苯橡胶增强改性加工工艺原理 (8) 2.1炭黑增强丁苯橡胶应用 (8) 2.2炭黑的补强机理 (8) 3.丁苯橡胶改性原料、助剂及设备介绍 (9) 3.1原料及助剂 (9) 1）原料 (9) 2）炭黑 (10) 3）硬脂酸 (10) 4）氧化锌 (11) 6）防老剂 (11) 7)石蜡油 (11) 8)防焦剂 (12) 9)促进剂 (12) 10)硫化剂 (13) 3.2主要设备与仪器 (13) 3.2.1混炼机 (13) 3.2.2拉伸试验机 (14) 4.加工工艺及加工流程图 (14) 4.1 配方设计 (14) 4.2加工方法 (15) 1）炼前处理 (15) 2）炭黑-橡胶混炼 (15) 3）后加工工艺 (16)
4）强度测量 (16) 4.2产品性能测试项目、性能及测试标准 (16) 1）性能指标 (16) 2）性能参数标准 (18) 4.3加工流程图 (18) 5. 设计总结 (18)
1.设计背景 丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。 中文名: 丁苯橡胶外文名: Polymerized Styrene Butadiene Rubber 密度: 1.04 g/mL 性状: 白色疏松柱状固体 1.1改性加工目的 炭黑增强丁苯橡胶是以橡胶为基体，以炭黑颗粒为增强相的复合材料。炭黑在橡胶体系中起补强和填充作用，以改善橡胶制品性能。纯丁苯橡胶拉伸强度只有3.5MPa，没有应用价值，加入炭黑补强后，其拉伸强度提高到25MPa左右。 按聚合工艺，丁苯橡胶分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）。与溶聚丁苯橡胶工艺相比，乳聚丁苯橡胶工艺在节约成本方面更占优势，全球丁苯橡胶装置约有75%的产能是以乳聚丁苯橡胶工艺为基础的。乳聚丁苯橡胶具有良好的综合性能，工艺成熟，应用广泛，产能、产量和消费量在丁苯橡胶中均占首位。充油丁苯橡胶具有加工性能好、生热低、低温屈挠性好等优点，用于胎面橡胶时具有优异的牵引性能和耐磨性，充油后橡胶可塑性增强，易于混炼，同时可降低成本，提高产量。目前，世界上充油丁苯橡胶约占丁苯橡胶总产量的 50-60%。 乳聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，配以其他辅助化工原料，在一定工艺条件下，经乳液法聚合首先生成丁苯胶浆，脱除胶浆中未转化的单体后，再经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。 溶聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，在烃类溶剂中，采用有机锂化合物作为引发剂，引发阴离子聚合制得的聚合物胶液，加入抗氧剂等助剂后，经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。
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白炭黑的表面改性技术 作者：于欣伟， 陈姚， YU Xin-wei， CHEN Yao 作者单位：广州大学,生物与化学工程学院,广东,广州,510405 刊名： 广州大学学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF GUANGZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)：2002,1(6) 被引用次数：27次 参考文献(25条) 1.左美样;乔健纳米二氧化硅在涂料中的分散及改性作用 2001 2.姚琳白炭黑在轮胎中的应用及其前景 2001 3.毛云忠白炭黑在有机硅中的应用情况 2001 4.查看详情 1975 5.全国无机盐信息总站国内白炭黑技术进展 2000(01) 6.戴志成;刘洪章;李添松硅化合物的生产与应用 1994 7.查看详情 1990 8.查看详情 1986 9.查看详情 2001 10.吴胜利气相法白炭黑工业现状与展望 1999(25) 11.李炳炎白炭黑生产应用现状和趋势[期刊论文]-无机盐工业 2000(06) 12.刘恒权;孙时知;于欣伟由稻壳发电剩余物--稻壳灰生产白炭黑研究[期刊论文]-无机盐工业 2000(05) 13.宁延生我国沉淀二氧化硅生产技术 1999(02) 14.王惠玲;宁延生新型疏水二氧化硅的制备[期刊论文]-无机盐工业 2002(02) 15.查看详情 1976 16.查看详情 1964 17.全国无机盐信息总站气相法白炭黑表面改性综述 2000(01) 18.王作龄硅橡胶配合技术[期刊论文]-世界橡胶工业 2002(02) 19.韩立敏国内合成二氧化硅的开发动向及特点 1996(01) 20.查看详情 1999 21.查看详情 1990 22.查看详情 1973 23.查看详情 1985 24.查看详情 1988 25.查看详情 1982 引证文献(27条) 1.沈益顺.张红波.吴绍钿高纯石墨制备的研究进展[期刊论文]-炭素 2010(2) 2.徐伟.崔益顺.陈利秀白炭黑湿法改性研究[期刊论文]-无机盐工业 2010(12) 3.李建芳硅烷偶联剂对超细沉淀法白炭黑表面改性的研究[期刊论文]-江西化工 2010(2) 4.王光芳.于波.孙德.李然气相法纳米白炭黑的表面疏水改性[期刊论文]-橡胶工业 2010(11)
中国白炭黑生产现状和规划建议 杜孟成李剑波 （国家橡胶助剂工程技术研究中心山东·阳谷252300）摘要：就国内白炭黑发展现状及改善其应用性能做了介绍，对白炭黑行业存在的问题进行了分析并对今后的发展提出了建议。 关键词：白炭黑绿色轮胎表面改性纳米技术 1、序言 白炭黑是一种填充补强材料，添加白炭黑制成的轮胎具有良好的抓地力、耐磨性和抗湿滑性能，滚动阻力较一般轮胎减少30％，节省燃油4～6％，有很好的操纵安全性和经济性，被称为“绿色轮胎”或“生态轮胎”。近年来，受能源紧缺、环保政策以及炭黑应用领域的限制，高能耗、高物耗及高污染的炭黑正呈现逐渐被白炭黑所取代的趋势，白炭黑及其制品越来越受到人们的青睐和竞相研究开发。 虽然白炭黑作为弹性体的补强填料具有优秀的性能，但存在如下问题：①多段混炼、耗能大；②粘度随着胶料储存时间延长而增加，导致加工更加困难；③焦烧时间短，加工性能差。另外，新型炭黑及炭黑改性技术的研究开发对白炭黑发展形成了潜在的竞争。因此，开发高品质白炭黑及改善其应用性能的研究工作具有十分重要的社会和经济意义。 2、国内白炭黑的发展现状 白炭黑按其制备方法可分为物理法和化学法。用物理法制备的白炭黑产品档次不高，而橡胶行业所需的白炭黑填充剂通
常是采用化学法生产的，本文仅介绍其化学法生产工艺。化学法可分为干法热解法和湿法，湿法按其生成特征又可分为沉淀法和凝胶法。目前，国内外白炭黑的主流生产工艺是气相法和酸法沉淀法两种。 2.1气相法白炭黑发展现状 2.1.1制备原理 该法工艺原理是采用四氯化硅或甲基三氯化硅等硅的卤化物在氢氧焰中水解，产生的二氧化硅分子凝集成颗粒。这些颗粒互相碰撞，熔结成一体，形成三维、有分支的键状聚集体。一旦这些聚集体温度低于二氧化硅熔点，则进一步碰撞，引起键的机械缠绕，生成附聚物。 2.1.2产品特点及应用范围 气相法生产的白炭黑粒子凝聚少，原生粒子为7～20nm，呈无定形态。表面有残留的硅羟基及硅氧基，有较强的极性，二氧化硅的含量＞ 99.8%，比表面积＞300 cm2/g，是纯度高、粒径小的高品质产品，主要用于室温硫化硅橡胶(RTV)、热硫化硅橡胶(HTV)领域和高档橡塑制品。 2.1.3工艺特点及存在的问题 气相法白炭黑的生产工艺比较简单，但生产过程中具体操作控制比较困难，特别是生产高牌号产品（高比表面积的产品），最难控制的是系统的气相平衡和气固相平衡。合成炉的散热、高效分离器操作控制及氯化氢解吸等是气相法工艺存在的技术难点。在表面改性方面，国际性大公司都是采用在线连续化干
非金属矿物粉体表面改性技术探讨 发表时间：2018-07-26T10:08:10.707Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：张仕奇张君杰张扬[导读] 摘要：表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术，本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 内蒙古科技大学内蒙古自治区包头市昆都仑区 014010 摘要：表面改性是进行非金属矿物材料性能优化的关键技术，本文对非金属矿物分体表面改性的方法和表面改性工艺进行了分析。 关键词：非金属矿物；表面改性；技术 随着新型复合材料的兴起，非金属矿物表面改性技术也得到了快速的发展，表面改性是非金属矿物材料必须的加工技术，通过表面改性能够使材料的性能和应用价值得到极大的提升。 1 表面改性方法 表面改性的方法很多，能够改变非金属矿物粉体表面或界面的物理化学性质的方法，如表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等可称为表面改性方法。目前工业上非金属矿物粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法和机械化学改性法及复合法。 （1）表面化学包覆改性法：是目前最常用的非金属矿物粉体表面改性方法，这是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法。所用表面改性剂主要有偶联剂（硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸酯、有机络合物、磷酸酯等）、表面活性剂（高级脂肪酸及其盐、高级胺盐、非离子型表面活性剂、有机硅油或硅树脂等）、有机低聚物及不饱和有机酸等。改性工艺可分为干法和湿法两种。 （2）沉淀反应法：是利用化学沉淀反应将表面改性物沉淀包覆在被改性颗粒表面，是一种“无机/无机包覆”或“无机纳米/微米粉体包覆”的粉体表面改性方法。粉体表面包覆纳米Ti02、ZnO、CaC03等无机物的改性，就是通过沉淀反应实现的，如云母粉表面包覆TiO2制备珠光云母颜料、钛白粉表面包覆Si02和A1203。 （3）机械力化学改性法：是利用超细粉碎过程及其他强烈机械力作用有目的地激活颗粒表面，使其结构复杂或无定形化，增强它与有机物或其他无机物的反应活性。机械化学作用可以增强颗粒表面的活性点和活性基团，增强其与有机基质或有机表面改性剂的使用。以机械力化学原理为基础发展起来的机械融合技术，是一种对无机颗粒进行复合处理或表面改性，如表面复合、包覆、分散的方法。 （4）化学插层改性法：是指利用层状结构的粉体颗粒晶体层之间结合力较弱（如分子键或范德华键）或存在可交换阳离子等特性，通过化学反应或离子交换反应改变粉体的性质的改性方法。因此，用于插层改性的粉体一般来说具有层状或似层状晶体结构，如蒙脱土、高岭土等层状结构的硅酸盐矿物或粘土矿物以及石墨等。用于插层改性的改性剂大多为有机物，也有无机物。 （5）复合改性法：是指综合采用多种方法（物理、化学和机械等）改变颗粒的表面性质以满足应用的需要的改性方法。目前应用得复合改性方法主要有物理涂覆/化学包覆、机械力化学/化学包覆、无机沉淀反应/化学包覆等。 2 表面改性工艺 表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而异。目前工业上应用的表面改性工艺丰要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。干法工艺根据作业方式的不同又可以分为间歇式和连续式；湿法工艺又可分有机改性工艺和无机改性工艺；复合工艺又可分为物理涂覆／化学包覆、机械力化学／化学包覆、无机沉淀反应／化学包覆工艺等。 （1）干法工艺：是一种应用最为广泛的非金属矿物粉体表面改性工艺。目前对于非金属矿物填料和颜料，如重质碳酸钙和轻质碳酸钙、高岭土与煅烧高岭土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微珠、氢氧化铝和轻氧化镁、陶土、陶瓷颜料等，大多采用干法表面改性工艺。原因是干法工艺简单，作业灵活、投资较省以及改性剂适用性好等特点。其中，间歇式干法工艺的特点是可以在较大范围内灵活调节表面改性的时间（即停留时间），但颗粒表面改性剂难以包覆均匀，单位产品药剂耗量较多，生产效率较低，劳动强度大，有粉尘污染，难以适应大规模工业化生产，一般应用于小规模生产。连续式改性工艺的特点是粉体与表面改性剂的分散较好，颗粒表面包覆较均匀，单位产品改性剂耗量较少，劳动强度小，生产效率高，适用于大规模工业化生产。连续式干法表面改性工艺常常置于干法粉体制备工艺之后，大批量连续生产各种非金属矿物活性粉体，特别是用于塑料、橡胶、胶粘剂等高聚物基复合材料的无机填料和颜料。 （2）湿法表面有机改性工艺：与干法工艺相比具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点，但需要后续脱水（过滤和干燥）作业。一般用于可水溶或可水解的有机表面改性剂以及前段为湿法制粉（包括湿法机械超细粉碎和化学制粉）工艺而后段又需要干燥的场合，如轻质碳酸钙（特别是纳米碳酸钙）、湿法细磨重质碳酸钙、超细氢氧化铝与氢氧化镁、超细二氧化硅等的表面改性，这是因为化学反应后生成的浆料即使不进行湿法表面改性也要进行过滤和干燥，在过滤和干燥之前进行表面改性，还可使物料干燥后不形成硬团聚，改善其分散性。无机沉淀包覆改性也是一种湿法改性工艺。它包括制浆、水解、沉淀反应和后续洗涤，脱水、煅烧或焙烧等工序或过程。 （3）机械力化学／化学包覆复合改性工艺：是在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加表面改性剂，在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面化学包覆改性的工艺。这种复合表面改性工艺的特点是可以简化工艺，某些表面改性剂还具有一定程度的助磨作用，可在一定程度上提高粉碎效率。不足之处是温度不好控制；此外，由于改性过程中颗粒不断被粉碎，产生新的表面，颗粒包覆难以均匀，要设计好表面改性剂的添加方式才能确保均匀包覆和较高的包覆率；此外，如果粉碎设备的散热不好，强烈机械力作用过程中局部的过高温升可能使部分表面改性剂分解或分子结构被破坏。 （4）无机沉淀反应／化学包覆复合改性工艺：是在沉淀反应改性之后再进行表面化学包覆改性，实质上是一种无机／有机复合改性工艺。这种复合改性工艺已广泛用于复合钛白粉表面改性，即在沉淀包覆SiO2或A1203薄膜的基础上，再用钛酸酯、硅烷及其他有机表面改性剂对Ti02／Si02或A1203复合颗粒进行表面有机包覆改性。 （5）物理涂覆／化学包覆复合改性工艺：是一种物理涂覆的方式，在进行金属镀膜或者覆膜之后，在通过有机化学进行改性的工艺。 参考文献： [1] 刘伯元.中国粉体表面改性（塑料填充改性）的最新进展[C]// 中国建筑材料及非金属矿物加工与检测技术交流大会.建筑材料工业技术情报研究所，2009. [2] 郑水林.粉体表面改性工艺设备及其选择[C]// 中国白色工业矿物技术与市场交流大会.2009.
（塑料橡胶材料）丁苯橡胶
丁苯橡胶行业的生产设备 腐蚀和防护 学院：化学化工学院 专业：化学工程和工艺 姓名： 学号： 丁苯橡胶—简介 丁苯橡胶（SBR)是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之壹。它是丁二烯和苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可和天然橡胶及多种合成橡胶且用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。丁苯橡胶按其合成方法通常分为乳液聚合丁苯橡胶（简称乳聚丁苯橡胶，ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（简称溶聚丁苯橡胶，SSBR），乳聚丁苯橡胶是自由基聚合，自工业化生产以来，己过其鼎盛时期，生产技术成熟，产品质量稳定，品种牌号齐全。溶聚丁苯橡胶采用阴离子活性聚合，具有分子量分布窄、顺式含量高、耐磨性能优异、滚动阻力小，解决了顺丁橡胶存在的抗湿滑性不好的问题，是轮胎面胶理想的材料。其发展正处于稳步上升阶段。 产品描述
中文名：丁苯橡胶 英文名Emulsion-polymerizedstyrenebutadienerubber（E-SBR） 分子结构： 生产方法由丁二烯和苯乙烯在低温下进行自由基乳液聚合而制得。 产品性能常温下为白色固体或透明无悬浮物液体，有微芳香味，是壹种性能上更优于工业直链烷基苯的洗涤剂产品原料。以其为原料衍生的表面活性剂产品，性能优良，生物降解性能好，耐硬水，皮肤感觉柔和，脱脂力小，更适合低温洗涤，在低温仍有卓越的去污能力。SBR－1500是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种，生胶的粘着性和加工性能均优，硫化胶的耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR－1502是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型品种，其性能和SBR－1500相当，有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能。SBR－1712是壹种填充高芳香烃油的软丁苯橡胶的污染性品种，它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等优点。 用途SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他壹般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和壹般黑色橡胶制品等。 包装和储运SBR-1500和SBR-1502，内包装为壹层聚乙烯薄膜，外包装为聚丙烯涂膜编织袋。每袋净重35kg±0.5kg。应存放在干燥、通风、清洁和温度不高于室温的仓库中。贮存时应避免污染、雨淋、水浸和太阳光直射。在运输过
天然增稠剂之————瓜尔胶 1958年8月25日，日清食品公司的创始人安藤百福（已故，原名吴百福，日籍台湾人）销售了全球第一袋方便面——袋装“鸡汤拉面”以后，方便面得到了极大的发展，2007年方便面的全球销售量大约为979亿包，全世界平均每人消费15包。公司预测，如果消费量继续保持增长，10年后方便面的全球销量有望翻一番，达到2000亿包。目前消费方便面最多的国家是中国，其后依次为印度尼西亚、日本和美国。速食方便面给我们的生活带来了极大的方便，其中的配料也是数不胜数，本篇文章主要介绍其中的食品添加剂之一，公认的天然增稠剂之一——瓜尔胶 瓜尔胶：瓜尔胶从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆（瓜尔豆在民间，其果实作为缓泻剂，并使用于因胆汁而引起的疾病。叶子可治夜盲症；煮熟的种子作成膏药用于治疗头胀痛、肝大以及骨折而引起的肿胀。瓜尔豆全草烧成灰，与油混合，调匀涂敷治疗烫伤。）种子的胚乳中提取得到，主要成分为半乳甘露聚糖，我们通常所说的瓜尔胶指的是瓜尔糖，其结构是由D甘露糖通过β-1,4甙键连接形成主链,在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1,6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖，从整个分子来看，半乳糖在主链上呈无规分布，但以两个或三个一组居多。这种基本呈线形而具有分支的结构决定了瓜尔胶的特性与那些无分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明显的不同。因来源不同，瓜尔胶的分子量及单糖比例不同于其它的半乳甘露聚糖。瓜尔胶的分子量约为100万~200万，甘露糖与半乳糖之比约为1.5一2/1。 瓜尔胶的主要成分： 瓜尔胶的性质 瓜尔胶为白色或浅黄色，可自由流动的粉末，略微带有豆腥味，易吸潮。瓜尔胶在水溶液中表现出典型的缠绕生物聚合物的性质，一般而言，0.5%以上的瓜尔胶溶液已呈非牛顿流体的假塑性流体特性，没有屈服应力。瓜尔胶在冷水中就能充分水化（一般需要2h），能分散在热水或冷水中形成粘稠液，具体粘度取决于粒度、制备条件及温度，瓜尔胶为天然胶中粘度最高者。 瓜尔胶是一种溶胀高聚物，水是它的通用溶剂，不过也能以有限的溶解度溶解于与水混溶的溶剂中，如乙醇溶液中。此外由于瓜尔胶的无机盐类兼容性能，其水溶液能够对大多数一价盐离子（Na+、K+、Cl-等）表现出较强的耐受性，如食盐的浓度可高达60%；但高价金属离子的存在可使溶解度下降。 瓜尔胶分子主链上每个糖残基都有两个顺式羟基，在控制溶液pH值的条件下，将会通过极性键和配位键与游离的硼酸盐、金属离子进行交联，生成具有一定弹性的水凝胶，此外还能形成一定强度的水溶性薄膜。瓜尔胶与大多数合成的或天然的多糖具有很好的配伍和协同增效作用，如瓜尔胶与黄原胶、海藻酸钠、魔芋
丁苯橡胶 摘要：丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。 关键词：丁苯橡胶自由基聚合聚合方法丁苯橡胶的改性丁苯橡胶的应用 丁苯橡胶（SBR）是应用于轮胎胎面胶的重要胶种之一，在较大幅度的提高胎面抗湿滑性的同时能够明显改善其耐磨耗性能。由于轮胎胎面胶中常并用天然橡胶（NR），为了使胎面具有良好的综合性能，所以需要使丁苯橡胶与天然橡胶有良好的混容性[1,2]。虽然乳聚丁苯橡胶（ESBR）能够达到提高胎面胶抗湿滑性和耐磨性的要求，但是乳聚丁苯橡胶与天然橡胶的混容性较差，从而影响到其它重要的性能，尤其会使生热量大增[3,4]，而对于轮胎而言则将会增大其滚动阻力，增加油耗。基于此，人们用溶液聚合的方法制得了在分子链结构上与乳聚丁苯橡胶有着明显区别的溶聚丁苯橡胶(SSBR)[5]。近来的研究成果表明，SSBR 与天然橡胶的并用体系，能够较好地解决轮胎的抓着力、滚动阻力、耐磨性之间实现最佳平衡的问题，因此，溶聚丁苯橡胶成为开发“绿色轮胎”最主要的研究对象之一[6]。 丁苯橡胶是苯乙烯与丁二烯单体通过无规共聚得到的，丁苯橡胶
链节中包含苯乙烯、1-2-聚丁二烯、顺 1-4-聚丁二烯、反 1-4-聚丁二烯四种结构单元。其中，苯乙烯赋予了胶料一定的强度和耐磨性，但会显著提高胶料的刚性和生热量；1-4聚丁二烯赋予胶料较好的柔顺性和抗湿滑性并能够降低生热量，但强度性能较低，且耐磨性较差；而 1-2-聚丁二烯则兼具苯乙烯和 1-4-聚丁二烯两种结构的优点。按照不同的聚合方法可以将丁苯橡胶（SBR）分成乳液聚合丁苯橡胶（即乳聚丁苯橡胶/ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（即溶聚丁苯橡胶/SSBR）。ESBR 拥有十分成熟的生产技术、较为稳定的产品质量、非常齐全的品种牌号，而且 ESBR是通过自由基聚合而成，合成方法简便，生产效率较高，应用较为广泛。而 SSBR 是活性阴离子聚合的产物，同乳聚丁苯橡胶相比，其生产工艺对产物分子的结构有一定的定向性，顺式 1,4 结构含量高、分子量分布窄、滚动阻力小，特别适合与天然橡胶和顺丁橡胶一起作为理想的轮胎胎面胶材料使用。丁苯橡胶的加工性能，物理机械性能（填充以后）及其制品的使用性能等均接近于天然橡胶，耐热性、耐老化性和耐磨性等性能会赶上甚至超过天然橡胶。丁苯橡胶还可以同 NR 及多种合成橡胶共混使用，广泛地应用于胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品等领域，特别是在轮胎工业中的应用日益引起人们的重视。 烷基锂引发丁二烯和苯乙烯阴离子共聚合反应机理 阴离子聚合属连锁反应,分为链引发,链增长和链终止。阴离子聚合在不同的溶剂体系以及不同极性调节剂作用卜,其反应机理不同,聚合物的微观结构和宏观物性也不同。
收稿日期:2005-03-15 基金项目:/十五0国家科技攻关课题(2004BA 502B03); 国家科技成果重点推广计划(2005EC000150)。 改性瓜尔胶的研究进展 朱昌玲,薛华茂,孙达峰,张卫明,史劲松,顾龚平 (南京野生植物研究院,江苏南京210042) 摘 要 瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖,广泛用于食品、日化、医药等行业。改性瓜尔胶的性能具有较大改善,近年来瓜尔胶的改性研究成为热点。论述了瓜尔胶结构和性质以及改性瓜尔胶的研究进展,为瓜尔胶进一步开发研究提供参考。 关键词 瓜尔胶;半乳甘露聚糖;改性 Progress in Studies on Amendatory Guar Gum Z hu C hangling,X ue Huamao,Sun Dafeng,Z hang Weiming,Shi Jingsong,Gugongping (Nanjing Institute for the C omprehensive Utilization of Wild Plants,Nanjing 210042,China) Abstract G uar gum is a natural polygalactomannan.The capability of amendatory guar gum is https://www.doczj.com/doc/0113086132.html,tely,the research of a mendatory guar gum becomes hotspot.The structure and character of guar gum and progress in studies on a mendatory guar gum w ere discussed in this article.Key words Guar gum;Polygalac tomannan;Amendatory 瓜尔胶又名古耳胶,瓜尔豆胶,英文名/G uar gum 0是一种天然半乳甘露聚糖胶,从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到。半乳甘露聚糖属中性多糖胶,是工业上有着广泛用途的植物多糖胶。半乳甘露聚糖胶水溶液为假塑性流体,大分子在自然状态下呈缠绕的网状结构,因而它在许多工业中用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘结剂和调理剂等。食品行业的应用如冰淇淋、果汁饮料、面包、面条和调味料等,在香波、洗手液和肥皂生产中用作调理剂,在造纸、纺织和炸药行业中用作增稠剂和絮凝剂。压裂液采油和油气井钻井是多糖胶用量最大的行业之一[1,2]。 近年来随着各国对环境污染问题的日益关注和重视,天然高分子材料逐步引起人们的重视,瓜尔胶就是其中之一。瓜尔胶通过改性尤其是化学改性,理化性能方面解决了原胶的缺点,成为研究的热点。本文就改性瓜尔胶研究进展进行了综述,为瓜尔胶进一步开发研究提供参考。 1 瓜尔胶结构和性质 瓜尔胶是线状半乳甘露聚糖,属于非离子型高分子。在结构上,以B -1,4键相互连接的D-甘露糖单元为主链,不均匀地在主链的一些D-甘露糖单元的C 6位上再连接了单个D-半乳糖(B -1,6键)为支链,其半乳糖与甘露糖之比约为1B 1.8,简化为1B 2[3] 。 瓜尔胶在冷水中能充分水化(一般需要2h),能分散在热水或冷水中形成半透明粘稠液,不溶于乙醇等有机溶剂,1%水溶液粘度在4~5Pa #s 之间,具体粘度取决于粒度、制备条件及温度,为天然胶中粘度最高者。分散于冷水中2h 后呈现较强粘度,以后粘度逐渐增大,24h 后达到最高,粘稠力为淀粉糊的5~8倍,加热则迅速达到最高粘度,胶溶液的粘度随胶粉粒度直径的减小而增加;水化速率则随温度的上升而加快,如果经85e 制备,10min 即可充分水化达到最大粘度,但长时间高温处理将导致瓜尔胶本身降解,使粘度下降。瓜尔胶溶液在pH8~9时可达最快水化速度,然而大于10或小于4则水化速度反而慢[4]。 ) 9) 第24卷第4期2005年8月 中国野生植物资源Chines e W ild P lant Reso urces V ol.24No.4 A ug.2005
丁苯橡胶行业的生产设备 腐蚀与防护 学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 姓名： 学号：
丁苯橡胶—简介 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。丁苯橡胶按其合成方法通常分为乳液聚合丁苯橡胶（简称乳聚丁苯橡胶，ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（简称溶聚丁苯橡胶，SSBR），乳聚丁苯橡胶是自由基聚合，自工业化生产以来，己过其鼎盛时期，生产技术成熟，产品质量稳定，品种牌号齐全。溶聚丁苯橡胶采用阴离子活性聚合，具有分子量分布窄、顺式含量高、耐磨性能优异、滚动阻力小，解决了顺丁橡胶存在的抗湿滑性不好的问题，是轮胎面胶理想的材料。其发展正处于稳步上升阶段。 产品描述 中文名：丁苯橡胶 英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR） 分子结构： 生产方法由丁二烯和苯乙烯在低温下进行自由基乳液聚合而制得。
产品性能常温下为白色固体或透明无悬浮物液体，有微芳香味，是一种性能上更优于工业直链烷基苯的洗涤剂产品原料。以其为原料衍生的表面活性剂产品，性能优良，生物降解性能好，耐硬水，皮肤感觉柔和，脱脂力小，更适合低温洗涤，在低温仍有卓越的去污能力。SBR－1500是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种，生胶的粘着性和加工性能均优，硫化胶的耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR－1502是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型品种，其性能与SBR－1500相当，有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能。SBR －1712是一种填充高芳香烃油的软丁苯橡胶的污染性品种，它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等优点。 用途SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。 包装与储运SBR-1500和SBR-1502，内包装为一层聚乙烯薄膜，外包装为聚丙烯涂膜编织袋。每袋净重35kg±0.5kg。应存放在干燥、通风、清洁和温度不高于室温的仓库中。贮存时应避免污染、雨淋、水浸和太阳光直射。在运输过程中，不得曝晒在阳光下，不能混入杂物；不得与易燃品、油污品等堆放在一起。运输车厢应保持清洁，避免包装破损和杂物混入，敞车运输要盖防雨布。本产品保质期为两年。 丁苯橡胶—物理性质 1、相对密度为0.9～0.95，玻璃化温度为-60～-75℃。 2、有苯乙烯气味，不完全溶于汽油、苯和氯仿。 3、75/25胶乳的pH值为9.5～11.0，固形物含量26%～42%。 4、有液体状胶乳和固定状橡胶两种形态。 5、50/50胶乳的pH值为10.0～11.5，固形物含量41%～63%。 丁苯橡胶—制备方法 由丁二烯和苯乙烯进行乳化共聚而得。用松香酸皂或脂肪酸皂为乳化剂，用过硫酸盐为催化剂，必要时，另加适宜的分子量调节剂和适宜的反应速度调节剂。