白炭黑表面改性研究现状.pdfVIP

2008年第1期 中国非金属矿工业导刊 总第66期 【开发利用】 白炭黑表面改性研究现状 郑丽华，刘钦甫，程宏飞 （中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京 100083） 摘要：本文介绍了国内外白炭黑表面改性主要的改性剂以及常用的改性方法，并简单介绍了改性白炭黑的应用。 关键词：白炭黑；表面改性；改性剂；改性方法 中图分类号：TQ127.2;TQ316.63文献标识码：A 文章编号： The Present Research Situation of Surface Modification of White Carbon Zheng Lihua, Liu Qinfu, Cheng Hongfei (China University of Mining and Technology, Beij ing 100083, China) Abstract : This paper introduces the agents and methods used in the surface modification of white carbon in and out of China, the application of modified white carbon has been introduced simply. Key words: white carbon ; surface modification; modification agent; modification method 1 引言 则排列，连在Si原子上的羟基也不是等距离的，它们 白炭黑的化学名称为水合无定形二氧化硅或胶 参与化学反应时也不是完全等价的。红外光谱研究表 体二氧化硅(SiO·nHO)，是一种白色、无毒、无定 明：白炭黑表面上有三种羟基，一是孤立的、未受干 2 2 形微细粉状物。其SiO含量较大(90%)，原始粒径一 扰的自由羟基；二是连生的、彼此形成氢键的缔合羟 2 般为10～40nm，因表面含有较多羟基，易吸水而成 基；三是双生的，即两个羟基连在一个Si原子上的羟 为聚集的细粒。白炭黑的相对密度为2.319～ 基。孤立的和双生的羟基都没有形成氢键。白炭黑的 3 [4] 2.653t/m，熔点为1750℃。不溶于水和酸，溶于 表面结构如下图所示 。 强碱和氢氟酸。具有多孔性、内表面积大、高分散 性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘 性好等优异性能。主要用作橡胶、塑料、合成树脂以 及油漆等产品的填充剂，也可用作润滑剂和绝缘材 料。目前全世界70%的白炭黑用于橡胶工业，是优良 的橡胶补强剂，能改善胶接性和抗撕裂性，其性能优 于普通炭黑。在造纸工业中，它能提高纸张白度、强 度和不透明性。在农药工业中可作为防结块剂、分散 剂。高级白炭黑可用作牙膏磨擦剂和药品赋形分散 剂。作为遮光消光剂，白炭黑可以部分替代昂贵的钛 白粉用在涂料、油漆、化妆品等行业中，使产品价格 3 白炭黑的表面改性 [1-3] 大幅降低 。然而，多数无机纳米填充材料与聚合 表面改性是指用物理、化学、机械等方法对材料 物基体的相容性较差，因此需通过表面改性改善它们 表面进行处理，根据应用需要有目的地改变材料表面 的相容性。白炭黑改性后，改性剂吸附在白炭黑表 的物理化学性质，如表面组成、结构和官能团、表 面，或与白炭黑表面发生化学反应，从而能够提高白 面能、表面润湿性、电性、光性、吸附和反应特性 炭黑与有机材料的