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白炭黑的五種表面改性方法及特性

來源: 編輯: 人氣:212 時間:2021-10-15
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白炭黑的工業生產主要采用沉淀法。生產的白炭黑表面含有大量羥基等極性基團,導致容易吸附水分子、分散性差、二次聚集等問題。從而影響白炭黑的工業應用效果。 因此,大部分白炭黑在工業應用前需要進行表面改性處理,以提高其工業應用性能。

現階段二氧化硅的化學表面改性主要包括表面接枝改性、偶聯劑改性、離子液體改性、高分子界面改性和組合改性等。雖然每種改性工藝都有自己的優勢和特點,但目前的工業應用是主要以偶聯劑改性為主。

1、二氧化硅的表面接枝改性

表面接枝改性法的原理是通過化學接枝在白炭黑表面接枝具有與基體聚合物(如橡膠)相同性質的高分子聚合物。 一方面,它可以增強粒子與基體之間的作用力。 并且改變顆粒表面的極性,另一方面也可以提高二氧化硅本身的分散性。

白炭黑

適用于接枝分子量較小的聚合物,接枝聚合物的分子量較高時條件苛刻。

2、白炭黑偶聯劑的改性

偶聯劑改性的原理是利用偶聯??劑上的部分官能團與白炭黑表面的羥基發生化學反應,從而改變白炭黑表面基團的結構和分布 以提高與基體的相容性。 和它自己的分散。 偶聯劑改性具有改性效果好、反應可控性高等優點,是目前應用最廣泛的改性方法之一。

目前應用較為廣泛的偶聯劑包括硅烷偶聯劑、硅氧烷偶聯劑和硅氮烷偶聯劑。 在實際應用中,偶聯劑改性的主要過程分為混合反應、冷卻分離、反復洗滌和沉淀四個步驟。

白炭黑

3、白炭黑離子液體的改性

離子液體又稱常溫離子液體,是由有機陽離子和有機或無機陰離子組成的熔鹽,在100℃以下為液態。 離子液體改性使用離子液體改性劑代替傳統的有機相改性劑對白炭黑進行改性。 與傳統的有機相改性劑相比,離子液相在常溫下為液態,導電性強,穩定性高。 具有溶解性好、不揮發、污染少等優點,更符合綠色生產的要求,但改性效果較差。

離子液體改性過程比較簡單。 在白炭黑和離子液體的混合體系中加入一定量的無水乙醇,然后放入恒溫水浴中進行反應。 反應完成后,干燥得到改性白炭黑。

4、白炭黑大分子的界面改性

高分子界面改性使用的改性劑是含有極性基團的高分子聚合物。 在與二氧化硅顆粒的改性反應過程中,可以引入大分子界面改性劑的分子骨架,在保持基本主鏈結構的同時,有更多的極性環氧基團,從而提高二氧化硅顆粒與基體的相容性,達到 更好的界面修改效果。 該方法與偶聯劑可協同增強基體,但單獨使用時增強效果較差。

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5、二氧化硅和炭黑的改性

組合改性是將白炭黑與其他材料進行組合改性,結合各自的優點,提高橡膠制品的綜合性能。 這種方法可以結合兩種改性劑的優點,提高基體的綜合性能,但改性效果與改性劑的配比密切相關。

例如,炭黑和二氧化硅在橡膠工業中都是很好的補強劑。 其中,炭黑是橡膠工業最常用的補強劑之一。 炭黑的特殊結構可以增強橡膠材料的拉伸和撕裂強度。 提高其耐磨性、耐寒性等性能; 而白炭黑作為補強劑可以顯著提高橡膠制品的滾動阻力和抗濕滑性能,但單獨使用效果不如炭黑。 大量研究表明,結合使用炭黑和白炭黑作為補強劑,可以結合兩者的優點,提高橡膠制品的綜合性能。

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