气相法白炭黑是硅橡胶常用的增强填料但是
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气相法白炭黑是硅橡胶常用的增强填料。
但是，由于气相法白炭黑表面存在活性轻基、吸附水及制备工艺导致其表面出现的酸区，使白炭黑呈亲水性，与生胶相容性不好，不能在其中很好地分散，从而降低硫化效率和增强性能。
常用的方法是对白炭黑进行表面处理。
所谓表面处理就是通过一定的工艺，利用一定的化学物质与白炭黑表面的轻基发生反应，消除或减少表面轻基的量，使白炭黑由亲水性变为疏水性，以提高它同生胶的亲和性。
处理工艺可分为干法和湿法。
干法是将干燥的白炭黑与有机物的蒸气接触并反应，湿法是将白炭黑与改性剂一起加热使改性剂沸腾回流。
早期的处理方法多采用湿法，但随着超微细粒子硫化态技术的发展，用干法同样可以达到湿法的物料接触状况，并且干法处理装置可以直接连在气相法白炭黑生产装置的前后，既经济又实用，还可避免湿法中有机溶剂易造成污染的问题川。
表面处理剂的种类也很多，常用的有氯硅烷类、硅烷偶联剂类、环状聚硅氧烷、醇类等，其中六甲基二硅氮烷是较常用、效果较好的一种表面处理剂。
本工作以六甲基二硅氮烷为主要处理剂，考察白炭黑的表面处理对加成型液体硅橡胶物理机械性能的影响。
1实验部分
1.1原料
乙烯基生胶，豁度25 Pa·S(25℃)，自制;含氢硅油，氢基质量分数大于1.6%，进口;乙烯基硅油，乙烯基质量分数为10%，自制;铂系催化剂，自制;4#气相法白炭黑，上海氯碱化工厂产品。
1.2白炭黑的表面处理
将4#气相法白炭黑于110℃真空预活化3h，然后加入六甲基二硅氮烷、二甲基二乙氧基硅烷、水的混合处理剂，于150℃下处理8h后，再在150℃下真空脱除低分子2h，备用。
1.3混炼、硫化工艺
混炼工艺生胶与经表面处理的白炭黑在混炼机上混炼均匀，于180℃热处理3h，备用。
硫化工艺混炼胶中依次加入乙烯基硅油，含氢硅油、铂系催化剂，混合均匀。
倒入模具后，真空脱泡0.5h，于120℃下硫化2h。
1.4性能测试
用日本岛津公司产AG-2000A型拉力机按GB 528-92，GB 529-91测定硫化胶的拉伸强度和撕裂强度，用LX-A硬度计按GB 531-92测定试样的邵尔A型硬度。
2结果与讨论
2.1处理剂用量对硅橡胶性能的影响
首先，我们考察了处理剂的用量对白炭黑增强效果的影响。
由表1可见，处理剂的用量并
非越多越好，而是在用量为35份时所得白炭黑的增强效果最好。
这是因为当处理剂用量较少的时候，白炭黑表面的轻基残余还比较多，亲水性比较强，在生胶中的浸润性、分散性不好，导致硫化胶的物理机械性能不好。
而当处理剂用量较多的时候，虽然白炭黑的浸润性、分散性好了，但是由于其表面的轻基太少，白炭黑之间和白炭黑与硅橡胶之间的氢键数量也减少了，硫化胶的物理机械性能反而又下降了。
2.2处理助剂用量对硅橡胶性能的影响
根据文献报道，在对气相法白炭黑进行表面处理的时候，在处理剂六甲基二硅氮烷的基础上使用二甲基二乙氧基硅烷作为处理助剂，能提高硫化胶的撕裂强度。
我们考察了二甲基二乙氧基硅烷的使用对硫化胶性能的影响。
由表2可见，处理助剂的使用使硅橡胶的拉伸强度略有降低，但撕裂强度却有明显的升高，并在处理助剂的用量为10份时达到一个最大值。
这是因为，一方面，随着处理助剂用量的增加，处理助剂与白炭黑表面的轻基的反应增加，白炭黑表面轻基的量减少，生胶和白炭黑之间氢键的量减少，硫化胶的交联密度降低，撕裂强度升高。
另一方面，由于二甲基二乙氧基硅烷属于双官能基处理剂，与白炭黑表面的轻基反应，起到了扩链的作用，提高了硫化胶的撕裂强度。
但处理助剂用量过多，白炭黑表面轻基的量很少，生胶和白炭黑之间的氢键很少，硫化胶的强度较低，也会影响撕裂强度。
综合各项性能，二甲基二乙氧基硅烷的最佳用量为5份。
2.3水用量对硅橡胶性能的影响
在用处理剂对白炭黑进行表面处理时，一般还要加入一定量的水。
水在处理白炭黑表面时的作用可用下式表示:
由此可以解释，当水量不足的时候，六甲基二硅氮烷不能充分反应并连接到白炭黑的表面，使白炭黑的处理不完全，影响硫化胶的性能;而若水过量，又会使白炭黑的表面轻基过多，也会对硫化胶的性能产生不良的影响。
所以水的用量和处理剂的量有一定的比例关系。
由表3可见，水的用量为2.5份时硫化胶的撕裂强度最高，5份时硫化胶的拉伸强度最高。
综合考虑，一般以水量与处理剂六甲基二硅氮烷用量1/5为宜。
3结论
a)采用25份六甲基二硅氮烷，5份二甲基二乙氧基硅烷，5份水作为混合处理剂对100份气相法白炭黑进行表面处理，所得白炭黑对加成型液体硅橡胶具有较好的增强效果。
b)用20份己处理的白炭黑增强，可得到拉伸强度为4.9 MPa，撕裂强度为8.0 kN/m，扯断伸长率为155%的加成型液体乙烯基硅橡胶。
参考文献:
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