橡胶制品补强剂之白炭黑
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(SiCl
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)为原料在高温下热分解,进行气相反应制得。
干法白炭黑粒径极小,约为15~25nm,飞扬性极大。气相法白炭黑杂质少,补强性好,但制备复杂且成本高,主要用于硅橡胶中,所得产品为透明、半透明状,产品的物理机械性能和介电性能良好,耐水性优越。
沉淀法白炭黑普遍采用硅酸盐(通常为硅酸钠)与无机酸(通常使用硫酸)中和沉淀反应的方法来制取水合二氧化硅。
沉淀法白炭黑粒径较大,约为20~40nm,纯度较低,补强性比煅烧法差,胶料的介电性能特别是受潮后的介电性能较差,但价格便宜,工艺性能好。可单用于NR、SBR等通用橡胶中,也可与炭黑并用,以改善胶料的抗屈挠龟裂性,使裂口增长减慢。
二.白炭黑的结构
1.白炭黑的化学结构
白炭黑的95~99%的成分是SiO
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,经X射线衍射证实,因白炭黑的制法不同,其结构有不同差别。气相法白炭黑内部结构几乎完全是排列紧密的硅酸三维网状结构,这种结构使粒子吸湿性小,表面吸附性强,补强作用强。而沉淀法白炭黑的结构内除了生成三维结构的硅酸外,还残存有较多的二维结构硅酸,致使结构疏松,有很多毛细管结构,很易吸湿,以致降低了它的补强活性。
2.白炭黑的结构
白炭黑的结构象炭黑,它的基本粒子呈球形。在生产过程中,这些基本粒子在高温状态下相互碰撞而形成了以化学键相连结的链枝状结构,这种结构称之为基本聚集体。链枝状结构彼此以氢键吸附又形成了次级聚集体结构,这种聚集体在加工混炼时易被破坏。
三.白炭黑的表面化学性质
1.表面基团
图3-24 白炭黑的表面模型
相邻....
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