白炭黑的用途

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。

1、简述105℃挥发物的测定步骤： 用以恒重的称量瓶准确称取5g试样（精确到 0.0001g），放入（105±2）℃的烘箱中加热2小时。盖上盖子，取出放入干燥器中冷却至室温，称量，计算。

2、简述灼烧减量的测定步骤： 用已灼烧至恒重的铂坩埚准确称取1g试样（精确到 0.0001g，试样是测定105℃挥发物后的试样），放入高温炉中于（1000±25）℃灼烧至恒重（大约2小时），取出放到干燥器中冷却至室温，称量，计算。

3、简述二氧化硅含量的测定步骤： 做完灼烧减量后，用（2~3）mL水湿润铂坩埚中样品，加入1mL硫酸和15mL氢氟酸，放在电磁加热板上蒸发至糊状。用少量水冲洗皿壁，再加入10mL氢氟酸蒸发至干，加热残留物不再有白烟，放入高温炉中，在（1000±25）℃下灼烧30min，取出并在干燥器中冷却，称量后计算。

4、气相二氧化硅的技术指标：105℃挥发物：≤3% ，灼烧减量：≤2.5%，二氧化硅：≥99.80%， 4%悬浮液pH：3.7~4.5，45μm筛余物：≤250 mg/kg，三氧化二铝：≤400 mg/kg，二氧化钛：≤200 mg/kg，三氧化二铁：≤30 mg/kg，碳：≤0.2% 氯化物：≤250 mg/kg 外观：蓬松的白色粉末

5、疏水型白炭黑主要技术指标：氮吸附比表面积：典型值±30，碳含量：≥0.3%，悬浮液PH值：≥3.5,105℃挥发物：≤1%

6、疏水型白炭黑PH值分析：向250ml玻璃瓶中加入样品，将试样配制成4%的悬浮液（疏水型白炭黑PH值的检测需加入润湿剂无水乙醇，无水乙醇：水=1:1，）

7、疏水型白炭黑碳含量分析：将样品经过压实处理后，放入称量瓶中，打开盖子放入105℃烘箱中，烘干2小时，取出用钥匙将样品压成小块或粉末，向陶瓷坩埚中加入0.2±0.02g试样，铺平后将0.8±0.1g铁粉均匀铺在试样表面，再将1.2±0.1g钨均匀铺在铁粉表面，将陶瓷坩埚放到高频红外碳硫元素分析仪上进行分析。注意：必须严格按照配比加入样品和助燃剂，否则在燃烧过程中极易发生样品飞溅，损坏仪器，如果所加的试样和助燃剂配比不符合要求，要重新加样，绝对不能进行分析。

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。采用ＨＤＳ还可以改善胶料加工性能和耐磨性,从而可以得到较好的轮胎综合性能。在乘用轮胎的胶料中,如果采用ＨＤＳ,除有明显的性能改进外,其成本也可降低。

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。