图解浸胶(52)白炭黑的化学结构
白炭黑的性能与运用PPT图文全
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
差
佳
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)
白炭黑
气象法白炭黑产品介绍气相二氧化硅（俗称气相白碳黑）是得用氯硅烷在氢氧火焰中高温水解而制得。
本品遇水润湿，能够在水中分散，是一种白色、无毒、无味、无定型的无机精细化工产品。
由于气相二氧化硅具有粒径水、比表面积大、表面活性高的特性，在硅橡胶、涂料、胶粘剂、油漆、油墨、塑料、化妆品以及农业、医药等领域有着广泛的应用，具有良好的补强、增稠、触变、消光、杀菌、抗紫外线等多种作用。
包装及运输多层真空是HDK®的标准包装。
塑料层防止潮湿，能够使产品在干燥的环境下保存数月之久（注：每袋毛重10.65Kg、净重10Kg）。
技术指标产品型号150 200 380 检测方法比表面积㎡/g(BET法) 170±20 220±25 380±30Q/(GZ)GBS1-21PH值（4%悬浮液）3.6-4.5 ISO787-9干燥减量（m/m%）≤1.5 ISO787-2灼烧减量1000℃(m/m%)≤2.5 ISO3262-1 筛余物45μm(m/m%)≤0.05 ISO787-18 表观密度（g/L）25-60 ISO787-11 二氧化硅≥99.8 ISO3262-20含量(m/m%)碳含量(C)（m/m%）≤0.2 ISO3262-20 三氧化二铝含量（m/m%）≤0.003 ISO3262-20 三氧化二铝含量（m/m%）≤0.05 ISO3262-20 二氧化钛含量（m/m%）≤0.03 ISO3262-20 气相二氧化硅主要应用参考应用领域牌号添加量主要应用基本设备天然/合成橡胶200 5.0-30 补强密炼机、辊磨机捏合机高温硫化硅橡胶（HTV）150、200 15-50 补强提高介电性能轧制机捏合机高温硫化（RTV）弹性体硅橡胶150、200 3.0-30补强、触变密炼机、辊磨机、捏合机聚胺脂 3.0-25 聚硫橡胶0.1-5.0 丙烯酸酯类0.5-3.5密封胶、胶粘剂聚氯丁二烯胶粘剂200 1.0-2.增稠、触变、防沉、加工助剂、提高粘接力溶解装置、辊磨机混合（搅拌器）、挤出机环氧树脂胶粘剂乳液胶粘剂电容器包封料PVC 增塑PVC混合料200、380 0.3-2.5增稠、触变、防沉、防粘、自由流动性、提高介电性能溶解装置、轧制机、液体混合器电缆料薄膜200 0.1-1.0 高锌漆 1.0-2.0醇酯树脂漆0.1-1.0油漆、涂料聚酯漆150、200 0.5-2.增稠、触变、防沉溶解装置、轧制机、研磨机、辊筒高速搅拌机丙烯酯树脂漆200、380 0.3-2.5 层压树脂0.5-4.0粉末涂料0.5-5.0凝胶涂料（聚酯）200 2.0-3.0印刷、油墨凹凸版印刷200 0.5-2.增稠、触变、防沉、调节水平衡、提溶解装置、轧制机、液体高亮度反差混合器丝网印刷200、380 1.0-10 胶版印刷150、200 0.5-2.5药品、化妆品牙膏；药片；粉剂200 0.1-10增稠、触变、防沉、提高流动性、赋形剂溶解装置、轧制机、机械式混合机、气动式混合机油膏；乳霜150、200 0.2-3.0重氮复印纸200 3.0-5.0 填孔、提高反差溶解装置、搅拌机胶体蓄电池200 1.0-9.0 增稠、触溶解装置、搅拌机变主要用途：油漆涂料气相二氧化硅是一种添加剂，防止颜料沉淀起稳定性的作用。
白炭黑资料整理
白炭黑整理资料一、简介白炭黑的主要成份是SiO2，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑（沉淀水合二氧化硅）和气相法白炭黑（气相二氧化硅），两种产品的生产方法不同，性质及用途也有很大区别，以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，也即沉淀法白炭黑，以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。
二、名称定义及分子式白炭黑的学名为：沉淀水合二氧化硅。
定义：沉淀水合二氧化硅是从可溶性硅酸盐水沉液中沉淀而获得的无定形粒子组成的材料。
化学分子式：SiO2•nH2O三、主要性质1、物理性质外观：白色粉末或粒状或不规则造块。
真密度：约2.0g/ml 假密度：约0.2g/ml（普通产品）。
耐高温、不燃烧；电绝缘性好。
2、化学性质：能与烧碱发生反应SiO2nH2O+2NaOH=Na2SiO3+（n+1）H2O能与氢氟酸发生反应SiO2nH2O+4HF=SiF4+（n+2）H2O3、主要化学指标DBP吸收值：2.00-3.50cm3/g比表面积：不同用途有不同范围四、主要用途白炭黑产品自20世纪40年代工业化生产以来，以过60多年的不断发展与完善，已广泛应用于各行各业，除被广泛应用于橡胶制品中作补强剂外，还可用于医药行业、农药、油墨、油漆、涂料、牙膏、纸张、食品、饲料、化妆品、蓄电池等各种行业。
各指标在实际应用中的作用1、比表面积白炭黑补强作用的大小，主要取决于它的比表面一般随比表面积增大，橡胶制品的各项强度指标均增大，但回弹性降低，撕裂强度降低，且不耐磨，混炼时分散困难，生热高，胶料门尼粘度大，易焦烧，因此，不同配方，不同用途，要求比表面积也不一样，比表面积对硫化橡胶物理机械性能的影响不是始终如一的。
2、吸油值吸油值大小体现的是结构度的高低，吸油值大，结构度小，硫化胶的拉伸强度一般较大，抗张强度和硬度较大，特别是耐磨耗较小，但伸长率较低。
3、灼烧减量表现的是表面羟基过多时，易造成橡胶复合材料的结构化，使材料变脆。
白炭黑成分及用途
白炭黑白炭黑定义白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
白炭黑的成分及传统用法成分白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半白炭黑透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，有巨大的比表面积。
气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99%，粒径可达10~20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。
沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。
气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂，超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。
制备制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。
新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。
传统方法（1）气相法主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。
反应式为：SiCl4+2H2+O2—>SiO2+4HCl空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
白炭黑概况
白炭黑概况2004-10-12━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━产品名称规格价格备注━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑气相法YJB968 28000元/吨出厂含税价沉淀法透明 4500元/吨出厂含税价━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━产品名称规格价格备注━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑气相法 67000元/吨德国德固萨━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑是一种高科技的无机精细化工产品，产品对橡胶行业及塑料制品都是必不可少的补强剂，增强剂。
由于它具有不寻常的颗粒特征，是一种高纯度、粒子极小、无毒、无味、轻质二氧化硅，表现出它有卓越的补强性，增稠性、消光性、分散性、绝缘性、防粘性等，从而广泛地应用在橡胶、塑料、涂料、化妆品、医药、农药、密封剂、造纸等很多工业领域，是诸多的化工行业不可缺少的原材料之一，占主导地位。
目前，国际上掌握生产白碳黑生产技术的只有少数几个国家，很多国家靠进口，白碳黑产品，目前全国只能生产十几万吨，而我国每年需20多万吨。
产品供不应求，前景十分广阔。
本项目符合国家产业政策，产品国内、国际市场畅销。
具有科技含量高，价格好，销售前景广阔的特点。
恒亨公司全称无锡恒亨白炭黑有限责任公司（前身是无锡市白炭黑厂）位于风景秀丽的江南古镇――无锡东湖塘。
公司始建于1984年，当时是土法上马生产水玻璃的乡镇企业。
1990年起正式开始生产沉淀法白炭黑。
经过近十年的发展，目前已成为中国国内大型的白炭黑专业生产厂家之一，年产销各类白炭黑2.8万吨，计划年销售额超过1.5亿元。
1990.8 开始生产粉状白炭黑1991.6 形成规模生产建成第一条白炭黑生产流水线（2000t/a）1993. 8 第二条5000t/a白炭黑生产线建成1995.9 第一条60000t/a水玻璃生产线建成1996.2 第三条10000t/a白炭黑生产线建成1997.10 第二条水玻璃生产线建成1998.4 第四条12000t/a白炭黑生产线建成座落在山东潍坊海洋化工高新技术产业开发区内的山东海化股份有限公司白炭黑厂，是山东海化股份有限公司股票上市募集资金兴建的目前国内最大的白炭黑生产企业之一，占地面积十万多平方米，地理条件优越、交通便利，生产能力1.5万吨/年，采用最新研究的沉淀法白炭黑生产工艺，从配料到产品全过程采用DCS系统微机自动化监控，主要生产设备从国外引进，具有先进的生产技术水平。
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
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：SiO2·nH2O ，是橡胶工业重要的补强材料，因微观结构和聚集形态和补强性能与炭黑相似，所以称之为白炭黑。
主要制造方法： 制造方法制造方法及原料主要技术指标 成本因素 及用途价格发展趋势 沉淀法白炭黑 通常采用硅酸钠、硫酸，反应时在液固相中进行纯度 98%、含水量 4-8%、灼减量≤7%、使用粉状时需粉碎 设备投资小、环保设施相对简单、制备工艺相对也简单、产品应用范围广泛 产品价格便宜 产品价格优势明显，在国内市场份额占90%以上气相法白炭黑 通常采用四氯化硅、氢气、氧气，通过高温燃烧反应，反应时在气固相中进行 纯度99.8%以上、含水量1.5%、使用粉状时不需粉碎设备投资大、环保设施投资大，制备工艺复杂、产品主要用于HTV 硅橡胶产品价格昂贵，为沉淀法几倍在特殊领域沉淀法白炭黑还不能取而代之，在国内市场份额占 10%以下分类： 分类 生产工艺 SiO2含量≥% 均价（元/吨）炭黑价格 橡胶级 沉淀法 90 4000 -5000 2000-20000 黑猫橡胶用炭黑价格在6000-8000元/吨之间农药级 沉淀法 90 3000 -5500 硅胶级 沉淀法气相法 95 14000-25000 工业级 沉淀法气相法 90 4500 -6500 涂料级 沉淀法气凝胶法 99.8 16000-22000用途：行业 鞋类 轮胎 其它橡胶制品 农药饲料 涂料 牙膏 电池隔板 其它 合计国内消费比例 42% 16% 12% 11% 5% 2% 12% 100% 国外消费比例30%38%5%6%3%5%2%11% 100%发展：第一代白炭黑：普通白炭黑 第二代白炭黑：易分散白炭黑 第三代白炭黑：高分散白炭黑白炭黑用于子午胎的带束层，可以增强钢丝和橡胶的粘合性，用于胎面，可以提高胎面的抗刺性，并显著降低滚动阻力，低碳节能，但传统白炭黑的分散性不好，会比使用炭黑胎面的耐磨性明显降低，高分散白炭黑可以解决这一问题。