第3章4 白炭黑PPT课件

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白炭黑的性能与运用PPT图文全

白炭黑的性能与运用PPT图文全
+ H2 O - 2 * ROH
O R' R' Si O Si O Si O Si O
RO O Si O O Si OR RO O Si RO
R' R'
RO OH RO Si RO
1. hydrolysis 2. coupling - ROH
Si O
OH
RO RO Si RO
R'
R'
R'
初级反应
二级反应
进剂. 降低填料间的相互作用 提高填料-橡胶间的相互作用
可以达到
提高工艺性能 优化硫化性能 提高补强性能
白炭黑与橡胶基体的润湿合相容性
相容
白炭黑
相容 聚合物


用 PEG, RT1987, 作为白炭黑的表面必改性剂
能改善白炭黑表面与聚合物的相容性。
能更好地改善白炭黑与橡胶的亲和性,降低白炭黑与白炭黑 之间的作用力。
沉淀法白炭黑的基本特征性能 1) 比表面积
比表面积决定于基本粒子的尺寸大小
基本粒子: 球形 (半径 R) 半径
R
表面积 : S = 4 p R
体积 : V = 4/3 p R3
质量 : M = Vxd
(d : density = 2)
比表面积就是每克白炭黑的表面积:
SSA= 1 3 d R (m2/g)
2
1.5
对补强来说,只有第二 步吸附是有效的
(小于1 µm的孔)
1000 100 10
1
粒子间孔容
0.5
1
0.1
0.01
0 0.001
孔直径 (µm)
cumulated porous volume (ml/g)

炭黑培训课件

炭黑培训课件

13、尾气燃烧炉的正常停炉,应先将尾气切换成煤气,确定煤气 已燃烧后,才切断尾气。干燥机内腔温度(TIA-200)降为常温 时方可停止干燥机运转。 14、不合格品炭黑回流处理只有当生产正常时才能进行,回流炭 黑量要以不影响质量为原则,一般开半个小时停一个小时,根据 实际情况,由班长决定用哪种方式。 15、炭黑包装的重量国家标准,20kg袋±0.2kg、500kg袋±3.5 kg。
冷却到270℃的烟气进入主旋风分离器。从主旋风分离器收集 下来的炭黑经主旋风分离器气密阀,进入风送系统。从主旋风分 离器出来的烟气进入脉冲式主袋滤器,附在滤袋外壁上的炭黑用 脉冲气流定期周期性进行喷吹,使炭黑落入袋滤储斗,主袋滤器 收集下来的炭黑经主袋滤器气密阀进入风送系统。袋滤分离的炭 黑尾气用尾气加压风机将其量的20%送至尾气燃烧炉,为干燥系 统提供热源。其量的80%送至尾气锅炉进行燃烧,锅炉产生的蒸 汽供炭黑装臵使用。 炭黑进入风送系统后,用230~250℃热烟气输送,通过微米 粉碎机,将硬碳或杂质粉碎成小于325目的粒子,再经风送风机 送到收集旋风分离器中,从收集旋风分离器出来的烟气经回流风 机送回烟气系统,进入主袋滤器循环。从收集旋风分离器收集下 来的炭黑落入粉状炭黑贮罐中,粉状炭黑经储斗搅拌器搅拌,由 供料输送机送入湿法造粒机中造粒。
6、停操作回路前,应先将TICA-104的设定值改为538℃,以保 护空气预热器,待TICA-104的检测值已达到538℃后,将原料油 枪冷却空气打开,然后停操作回路;停操作回路后,不要立即将 原料油枪拔出,要等到蒸汽将油管中残余油吹净后需3~5分钟, 方可拔出原料油枪,油枪拔出后,即关闭冷却空气。 7、停了操作回路后,如果还要停煤气或叫停预热回路。应逐级 将煤气和风减下来6~9次,应先减煤气,后减风,其比例为10: 1,直到最后切断煤气。也可以在挂上燃烧模型的情况下实现减 少风和煤气的目的。直到最后切断煤气。 8、停操作回路,原料油枪,添加剂枪,要从炉内拔出。停预热 回路,燃气枪,一、二次急冷水枪都应从炉内拔出,以免由于 误操作而将水导入炉内,发生事故。 9、发现某个袋率箱体的温度突然升高,应立即关闭其入口蝶阀, 观察其是否着火,如着火,立即通入蒸汽灭火。

白炭黑

白炭黑

• 日用化工制品
用白炭黑作填料和磨蚀剂 用白炭黑作填料和磨蚀剂 填料 的透明彩色及不透明牙膏, 的透明彩色及不透明牙膏, 这类牙膏具有良好的柔韧性 分散性, 柔韧性、 这类牙膏具有良好的柔韧性、分散性,膏 体光滑、柔软、磨蚀性好, 体光滑、柔软、磨蚀性好,不磨蚀牙膏管 它能使药物牙膏保持药性的稳定。 体;它能使药物牙膏保持药性的稳定。特 别是与氮化物具有良好的配伍性, 别是与氮化物具有良好的配伍性,可避免 钙盐作磨料产生难溶盐的弊端。 钙盐作磨料产生难溶盐的弊端。 磨料产生难溶盐的弊端
1)以高岭土或硬质高岭土为原料
先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50~60目, 目 先将高岭土或硬质高岭土粉碎至 然后在500~600℃高温下焙烧 小时,再将焙烧 小时, 然后在 ℃高温下焙烧2小时 土与浓度30%的工业盐酸按1:2.5(重量)配料, 土与浓度 的工业盐酸按 : (重量)配料, 小时, 在90℃左右酸浸 小时,经中和、过滤、洗涤、 ℃左右酸浸7小时 经中和、过滤、洗涤、 干燥得到白炭黑,产品质量符合GB10507-89标 干燥得到白炭黑,产品质量符合 标 同时得到高效净水剂聚合氯化铝。 准;同时得到高效净水剂聚合氯化铝。焙烧及酸 浸反应式如下 : 焙烧: 焙烧:Al2O3•2Si02•2H20 — Al2O3•2Si02 + 2H20 酸浸: 酸浸:Al2O3•2Si02 + 6HCl + 9H20 — 2AlCl3•6H20 + 2SiO2
• 农业化学制品
在农业化学制品中,如农药、 在农业化学制品中,如农药、 高效喷施肥料等, 高效喷施肥料等,使用白炭 黑作载体或稀释剂 能保持持久效力, 稀释剂, 黑作载体或稀释剂,能保持持久效力,因 为它具有高吸附力易于悬浮, 为它具有高吸附力,易于悬浮,有良好的 化学稳定性。 亲和性及化学稳定性 即使在雨水、 亲和性及化学稳定性。即使在雨水、冲洗 和炎热条件下,仍能长期保持不变。 和炎热条件下,仍能长期保持不变。

2024版气相法白炭黑PPT课件

2024版气相法白炭黑PPT课件

水分含量过高会影响白炭黑的性能和储存稳 定性,需采用干燥失重法进行测定。
实验室检测方法介绍
化学分析法
通过化学反应测定白炭 黑中SiO2的含量,常用 方法有重量法和容量法。
仪器分析法
采用光谱、色谱等仪器 分析方法对白炭黑的成 分、结构等进行测定, 如红外光谱法、X射线 衍射法等。
物理性能测试
对白炭黑的吸油值、硬 度、耐磨性等物理性能 进行测试,以评价其应 用性能。
白炭黑定义
白炭黑是一种白色、无毒、 无定型的微细粉状物,主 要成分是二氧化硅。
物理性质
具有高的比表面积、多孔 性、吸附性强、化学性质 稳定等特点。
化学性质
不溶于水、酸和碱,也不 与这些物质发生反应,但 在高温下能与碱金属氧化 物发生反应。
气相法制备原理
气相法定义
气相法是一种通过化学反应在气相中 直接合成白炭黑的方法。
生产过程中的安全防护措施
生产设备安全
介绍气相法白炭黑生产过程中涉及的主要设备及其安全操作规程, 如反应釜、输送管道、阀门等。
个人防护措施
阐述员工在生产过程中应佩戴的个人防护用品,如防毒面具、防护 服、手套等,以及正确的佩戴方法和更换周期。
应急救援措施
列出针对可能发生的生产安全事故的应急救援措施,如泄漏处理、火 灾扑救、人员疏散等,以及相应的应急演练和培训要求。
废水处理及循环利用
废水来源及性质
01
说明气相法白炭黑生产过程中废水的主要来源,以及废水的性
质、成分和危害。
废水处理工艺
02
详细介绍废水的处理流程,包括物理、化学和生物处理方法的
应用,以及不同工艺之间的比较和选择。
废水循环利用
03
探讨废水循环利用的可行性和方法,如回用于生产、农业灌溉

白炭黑

白炭黑

白炭黑介绍一、白炭黑概念白炭黑即水合二氧化硅,其组成可用SiO2·nH2O表示,是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅,高纯度者SiO2含量达99.8%,质轻,原始粒径〈0.0003mm,比重2.319~2.653,熔点1750℃。

能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。

白炭黑的化学稳定性好,受高温不易分解、不燃烧、比表面积大、电绝缘性强,具有很高的多孔性、吸水性,有很好的补强和增黏作用、良好的分散性、悬浮和振动液化特性。

For personal use only in study and research; not for commercial use二、白炭黑生产工艺白炭黑经典的制造方法分3类:气相法、沉淀法和离解法。

工业上的制备方法都是这3种方法的组合或改良。

1 气相法气相法白炭黑是硅的氯化物四氯化硅或三氯一甲基硅烷在空气和氢气混合气流中经高温水解生成的一种无定型粉末,往往是球形颗粒,表面带有羟基和吸附水,粒径在7~40nm之间,比表面积大,化学纯度高,SiO2>99.8%。

气相法白炭黑根据是否进行过表面处理可分为亲水型和疏水型,根据比表面的大小又可分为不同的型号。

国内气相法白炭黑市场几乎被国外的几个大公司如德固萨、卡博特、瓦克所垄断,我国仅有几套小规模装置。

国外气相法白炭黑品种全、牌号多。

2 沉淀法沉淀法就是将水玻璃与硫酸或盐酸作用,生成硅酸,再分解而制得白炭黑。

SiO2含量在90%左右,市场需求量大,主要用作橡胶补强填料。

我国的白炭黑生产厂主要采用这种方法生产白炭黑。

沉淀法白炭黑的生产技术、设备简单,产品活性不高,颗粒不易控制,亲和力差,补强性能低,颗粒表面亲水性集团键合严重,削弱了产品的结合力。

二次结晶生产超细白炭黑便是在沉淀法生产技术前提下,进行了二次晶种处理的改良性技术。

采用二次结晶新工艺,可以全自动控制工业化生产。

其SiO2含量在94%以上,比表面积达269~320m2/g,粒径最大为1000目,最细可达纳米级。

气相白炭黑应用PPT课件

气相白炭黑应用PPT课件
刷适性。
油墨粘度调节剂
气相白炭黑可以作为油墨的粘度调节 剂,通过改变其添加量来调节油墨的 粘度,从而满足不同的印刷需求。
同时,气相白炭黑还可以增加油墨的 触变性,使油墨在静止时保持较高的 粘度,而在印刷时迅速降低粘度,有 利于提高印刷质量和效率。
在高速印刷过程中,适当添加气相白 炭黑可以降低油墨的粘度,提高油墨 的流动性和转移性,减少印刷故障的 发生。
07 气相白炭黑市场前景与展 望
市场现状与趋势分析
市场规模及增长速度
近年来,气相白炭黑市场规模不断扩大,增长速度加快, 预计未来几年将持续保持高速增长。
市场竞争格局
当前,气相白炭黑市场呈现出多家企业竞争的局面,但龙 头企业市场份额占比逐渐提高,市场集中度有所提升。
市场需求分析
随着环保意识的提高和绿色轮胎等行业的快速发展,气相 白炭黑市场需求不断增长,同时,高端、高附加值产品需 求占比逐渐提高。
技术创新及发展方向探讨
技术创新
近年来,气相白炭黑生产技术在不断 创新,如超细粉碎技术、表面改性技 术等的应用,提高了产品的品质和性 能。
发展方向
未来,气相白炭黑行业将朝着高纯度 、高分散性、高附加值等方向发展, 同时,加强与下游行业的合作,拓展 应用领域。
政策法规对行业影响及应对策略
政策法规
国家出台了一系列环保政策法规,对气相白炭黑行业产生了 较大影响,如加强环保监管、提高行业准入门槛等。
01
抑制黑色素生成
气相白炭黑能够抑制酪氨酸酶的活性,减少黑色素的生成,从而达到美
白肌肤的效果。
02
促进角质层代谢
气相白炭黑能够促进皮肤角质层的代谢,加速老化角质细胞的脱落,使
肌肤更加光滑细腻。
03

气相白炭黑应用PPT课件

气相白炭黑应用PPT课件
结构,使之具有憎水性,可抑制胶体流动,加快固化速度,提高粘结效果,增 加了产品的密封性和防渗性。 (9)玻璃钢制品 纳米颗粒与有机高分子产生接枝和键合作用,使材料韧性增加,抗拉强度和抗 冲击强度提高,耐热性能也大幅提高。 (10)药物载体 采用纳米Si02为载体能起到很好的缓释效果。 (11)化妆品 纳米Si02为无机成分,易于与化妆品其它组分配伍,无毒、无味,自身为白色, 反射紫外能力强、稳定性好,被紫外线照射后不分解,不变色,也不会与配方 中其它组分起化学反应,为防晒化妆品的升级换代奠定了良好的基础。 (12)抗菌材料 利用纳米Si02庞大的比表面积、表面多介孔结构和超强的吸附能力以及奇异的 理化特性,将银离子等功能离子均匀地设计到纳米Si0X表面的介孔中,开发出 高效、持久、耐高温、广谱抗菌的纳米抗菌粉,可广泛用于票据、医疗卫生、 化学建材、家电制品、功能纤维、塑料制品等行业中。
2021/3/9
授课:XXX
6
气相白炭黑的应用
(7)陶瓷 用纳米Si02代替纳米A1203既可以起到纳米颗粒的作用,同时又是第二相的颗
粒,可提高陶瓷材料的强度、韧性及硬度和弹性模量等性能,。 利用纳米Si02来复合陶瓷基片,提高了基片的致密性、韧性和光洁度,大幅降
低烧结温度。 (8)密封胶、粘结剂 纳米Si02的加入,在其表面包敷一层有机材料,形成网络结构,形成一种硅石
授课:XXX
4
气相白炭黑的应用
纳米二氧化硅由于表面严重的 配位不足、庞大的比表面积以 及表面欠氧等特点,使它表现 出极强的活性,很容易和环氧 环状分子的氧起键合作用,提 高了分子间的键力,同时尚有 一部分纳米二氧化硅颗粒仍然 分布在高分子链的空隙中,与 粗晶二氧化硅颗粒相比较,表 现很高的流涟性,从而使气相 法纳米二氧化硅(气相白炭黑) 添加的环氧树脂材料强度、韧 性、延展性均大幅度提高。

炭黑seantaPPT课件

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气黑法 煤焦油
源自槽黑法,碳黑产品原生粒子粒径 很小且粒径分布很窄,高纯度高结构, 粒子表面具有明显的亲水性
灯黑法 从石油或煤 而来的芳香 族油类
应用于某些特殊领域,不可取代。原 生粒子粒径大,分布广,不易凝团, 且相对填实密度高,黑度近似气黑法
热法 乙炔黑法
石油(油类) 通过热分解液态或气态的碳氢化合物
10
不同碳黑生产工艺碳黑的粒径分布图
11
化学工艺 生产方式 重要原材料 特点
热氧化 分解
热分解
炉黑法
来自煤、石 油或天然气 的芳香族油 类

原材料选择范围广,聚集尺寸可控制, 碳黑性能多种多样,效率最高、经济 效益最好。占炭黑总量的 70%~ 90%。
槽黑法 天然气
污染较大对生态环境造成影响 ,生产 效率低,已停用
较难分散
14
• 色素炭黑一般介绍 • 色素碳黑的生产工艺 • 色素碳黑的特性对涂料的影响 • 其它影响碳黑性能的因素 • 色素碳黑的推荐
15
色素碳黑特性对涂料的影响
• 平均原生粒径
• 表面化学 • 结构
16
原生粒子(一次粒子) -- Particle
聚集体(二次粒子) -- Aggregate
附聚体(三次粒子) -- Agglomerate
Agglomerate Size 附聚体尺寸
Aggregate Size 聚集体尺寸
Primary Particle 基本颗粒
17
• 原生粒子---炭黑是由烃类化合物经热分解 而成,在分解过程中,烃类化合物先形成 碳的六元环,并进一步脱氢缩合形成多环 式六角形网状结构层面。这种层面3~5个重 叠则成为晶子,大量晶子无规则的堆砌, 形成了炭黑的球形颗粒。
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白炭黑的透射电镜照片
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10.3 白炭黑的基本性质
粒径:7~100nm 结构度:橡胶大分子只能以物理或化学的方式吸
附在白炭黑的表面,不能进入白炭黑内部空隙中, 所以结构度对补强的影响不是特别大。 表面化学性质:对补强有决定性的影响。
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1. 气相法白炭黑
1941年德国Degussa 公司成功开发; 将四氯化硅气体在氢气、氧气流中于高温下煅烧
得到的烟雾状或絮状的二氧化硅。
特点:纯度高,杂质少; 粒径小(15~25nm), 补强性高; 结合水含量低。
第十节 白炭黑的补强
10.1 白炭黑的分类 10.2 白炭黑的结构 10.3 白炭黑的基本性质 10.4 白炭黑对橡胶加工性能的影响 10.5 白炭黑对硫化胶性能的影响 10.6 白炭黑的发展和应用方向
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1. 对混炼的影响
白炭黑分散困难: 比表面积大;表面 羟基氢键键合;多 量配合易产生凝胶, 混炼生热大。
强氢键作用
SiO22粒子
可单用于NR,SBR中,也可与炭黑并用,改善滚 动阻力和抗曲挠龟裂及抗撕裂性能。
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10.2 白炭黑的结构
化学结构:95~99%是SiO2 。 粒子的内部结构依制法而不同。
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白炭黑的聚集体结构
非晶的无定形结构。基本粒子呈球形,高 温下基本粒子相互碰撞形成以化学键连结 的链枝状结构;这些链枝状结构间彼此以 氢键作用形成次级聚集体结构,该结构在 加工混炼时不如炭黑那样容易被破坏。
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相邻羟基
相邻羟基(在相邻的硅原子上-associated), 由于相邻羟基较近,故以氢键形式彼此结合, 它对极性物质的吸附作用十分重要;
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隔离羟基
隔离羟基(isolated),主要存在于脱除水分的白炭 黑表面上。这种羟基的含量,气相法白炭黑比沉淀 法的要多,在升高温度时不易脱除;
价格高(几乎是沉淀法白炭黑的10倍至20倍 ), 主要用于硅橡胶中,产品为透明、半透明状。
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2. 沉淀法白炭黑
用硅酸盐(常为硅酸钠)与无机酸中和沉淀制取。
特点:纯度低;结合水含量高; 粒径大(20~40nm), 补强性低; 价格便宜,工艺性能也较气相法好;
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双羟基
双羟基(geminated),在一个 硅原子上连有两个羟基。
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白炭黑的表面基团
➢ 白炭黑的表面基团有一定的反应性:失水及水 解反应、与酰氯反应、与活泼氢反应、形成氢 键—表面改性的化学基础。
滞后损失降低。
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白炭黑的应用
在胶鞋工业中,它是彩色橡胶或透明鞋底的最 佳补强剂;
在轮胎工业中常用它提高胶料的粘性,降低滚 动阻力;
在胶辊工业中,它不仅能提高硫化胶的硬度和 耐磨性,且能提高胶料与金属辊芯的粘着力。
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白炭黑的表面基团
羟基和硅氧烷基。 羟基以三种方式存
在: ➢ 相邻羟基: ➢ 隔离羟基: ➢ 双羟基:
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气相法白炭黑
沉淀法白炭黑
➢ 排列紧密的三维体型结构; ➢ 内部为填满状态; ➢ 吸湿性小; ➢ 表面吸附性和补强作用强。
➢ 内部有三维和无规则的二维结构; ➢ 结构疏松,有许多毛细管结构; ➢ 易吸湿,补强作用弱。
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➢ 白炭黑表面有很强的吸附性:与许多小分子物 质吸附,SiO2胶料中常用乙醇胺、三乙醇胺、 乙二胺等多官能团化合物作活性剂。
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10.4 白炭黑对胶料工艺性能的影响
对混炼的影响 对门尼粘度的影响 结构化效应 对硫化速度的影响
引言
自20世纪初就用于橡胶工业中。 其补强效果仅次于炭黑。 但白炭黑最初的补强能力并不突出,尤其是硫
化胶的拉伸强度和耐磨性并不理想。 1970s Wolff提出的特种硅烷偶联剂的使用; 1990s R Rauline 发明的专利-沉淀法白炭黑用于
弹性体的补强技术。 硫化胶获ห้องสมุดไป่ตู้了炭黑补强的优异综合性能,而且
硅橡胶产品中。 白色、浅色及彩色橡胶制品中。
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10.1 白炭黑的分类
按照制造方法分 气相法(煅烧法)白炭黑-Fume Silica 湿法(沉淀法)白炭黑-Precipitated Silica
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