填料白炭黑：与炭黑什么关系？气相与沉淀有什么区别？该怎么用？
发布时间：2022-07-22
链塑网专栏【廖家志评全球塑料新闻】中，有一条新闻涉及到气相法及胶体法二氧化硅价格上调。在廖老师的评注中，提醒我们了解气相二氧化硅、沉淀二氧化硅，胶体二氧化硅等的区别。
其实在这个行业中，相比于二氧化硅，“白炭黑”是个更常听见的名字。白炭黑和炭黑有什么关系？不同类型的白炭黑又有什么不同？小编也一肚子问题，因此整理了部分资料，供大家学习交流。
一、白炭黑？二氧化硅？
白炭黑是微细粉末状或超细粒子状无水及含水二氧化硅或硅酸盐类的统称，是一种白色、无毒、无定形微细粉状或粒状物，其二氧化硅含量较大（大于 90 %），原始粒径一般 5～40 nm，因表面含有较多羟基，易吸水而成为聚集的细粒。
二、白炭黑和炭黑的关系？
白炭黑和炭黑有许多相似之处，它们都是尺寸很小的粉末，拥有着非常高的比表面积，这使得它们拥有很强的表面活性，相容性、分散性好，适合作为填料添加到各种材料中，如：塑料、橡胶、涂料，这是它们的名字相近的原因。白炭黑在混炼加工时与炭黑一样生成结合凝胶，具有优异的补强性能是任何浅色填料都无法替代的补强材料。
气相白炭黑（左） 炭黑（右）
气相白炭黑和炭黑的不同之处在于，炭黑是无定形碳，而气相白炭黑是无定形二氧化硅，它们的组成完全不同。可大体归为以下几点：
1、物理表面：炭黑是石墨、半结晶状，白炭黑是无定性结构。
2、表面基团：炭黑是多量多种不同的基团，白炭黑是大量均匀分布的羟基。
3、表面亲和性：炭黑具有憎水性，白炭黑具有亲水性。
4、对 S 的硫化速度影响：炭黑可以忽略，白炭黑影响极大。
5、导电特性：炭黑具有中度导电或导电，白炭黑是绝缘体。
三、白炭黑的结构性
白炭黑与炭黑一样可分为絮聚体、凝聚体和聚集体（或单体）。
单体也称为一次结构或称原始粒子，实际上很少以单体的形式存在，一次结构是极其微小的固体粒子或聚集体，这些微小粒子的尺寸、形状及表面活性对填充、补强橡胶性能起着决定性的作用。一次结构即原始粒子间存在着范德化力，有时也有氢键作用，所以粒子间能产生凝聚，形成二次结构也叫凝聚体。
由于内部非化学键合的，所以在强机械作用下可以被解体，但白炭黑的凝聚力往往较它们与橡胶的亲和力强，所以在加工时机械作用还是难以全部把它们分开。一些凝聚体的颗粒还可以进一步聚合成絮聚体，絮聚体只需微弱的剪切力就可打开。
下左图是无定形沉淀法白炭黑的絮聚体结构图，下右图是絮聚体真实光学显微照片。左图如果为一个絮聚体，那么它是中间圆形的众多的凝聚体所构成的，凝聚体中间的小点我们可以看作为一个聚集体（单体）。
我们目测到的白炭黑粉体颗粒就是以大部分絮聚体和聚集体的形式存在。
关于白炭黑的性能与特点，由于文章篇幅限制暂不赘述。今天还是聚焦于气相、沉淀白炭黑的区别。
1、气相白炭黑是什么？
气相法二氧化硅俗称“气相法白炭黑”，是一种由四氯化硅、甲基三氧化硅在氢氧焰中燃烧得到的无定形二氧化硅粉末。这种粉末的粒径最小可达到纳米级别，是一种常用的纳米无机材料。
2、只有气相法白炭黑？
我国 90 % 以上的白炭黑产品是沉淀的二氧化硅。胶体二氧化硅则多适合作为补强剂和填料，或液体增稠剂使用。
3、气相白炭黑与沉淀白炭黑有何区别？
4、按照市场和用途怎样区分？
A、白炭黑按用途分类
B、白炭黑按市场分类
5、气相白炭黑的用途？
气相白炭黑原生粒径介于 7～80 nm 之间，比表面积一般大于 100 ㎡/g，具有纳米效应，在材料中展现出各种卓越的性能，主要作为添加剂、填充剂使用，用途广泛，可以让基体材料增加许多本身不具备的性能。
A、填充补强作用：往基体材料中添加气相白炭黑可以提高材料的拉伸强度、模量等机械性能。
B、阻燃抑烟：气相白炭黑和阻燃剂并用，有助于提高材料的阻燃效果，且减少燃烧时的发烟量。
C、增流效果：气相白炭黑可以使分散体系中的分散颗粒流动性增强，防止颗粒固结、沉降。
D、增稠效果：往涂料、油墨中添加气相白炭黑可以让涂料达到理想的黏稠程度。
E、脱色效果：与炭黑类似，高表面能为气相白炭黑提供了很强的吸附效果，可以吸附液体中的有色杂质。
F、催化剂载体：气相白炭黑能在溶剂、基体中分散均匀。以气相白炭黑作为载体，携带催化剂加入体系中，有助于提高催化剂的活性和效率。
G、消光效果：光通过气相白炭黑与基体材料的相界面会发生折射，使得材料的反光效果降低。
H、消泡效果：在流体中加入气相白炭黑可减少气泡的产生。
I、抛光剂：气相白炭黑质硬、粒径小，类似磨刀石，可用作材料表面打磨抛光。
除此之外，气相白炭黑还有许多不同的用途，应用在医药、研究、化工、日用、化妆品等领域。
转自——链塑网