白炭黑的用途
白炭黑的分散性(非常好)
前言白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为白炭黑。
白炭黑按照其生产方法可分为两类,即沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于轮胎、鞋类、和其它浅色橡胶制品。
本文只讨论沉淀法白炭黑(以下简称为白炭黑)。
在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。
也有些轮胎企业将白炭黑用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。
近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。
1992年,米其林公司率先制造出全用白炭黑的“绿色轮胎”,其滚动阻力较一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。
但是由于传统白炭黑品种的分散性不好,配用白炭黑的胎面胶,虽然滚动阻力比配用炭黑的低,但其耐磨性能却比配用炭黑的差得多。
为了适应绿色轮胎快速发展对白炭黑的要求,国外几家主要制造商都已经生产供应、并仍在进一步研究开发分散性较好的白炭黑产品,目前白炭黑已经发展了以下三代产品:1.第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种;2.第二代被称为“高分散性白炭黑”(ＨｉｇｈＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＨＤＳ)和“易分散性白炭黑”(ＥａｓｙＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＥＤＳ)。
高分散性白炭黑是一种具有较高分散性,且无粉尘的白炭黑产品,适用于绿色轮胎。
易分散性白炭黑是90年代中期开发的一种性能介于ＨＤＳ和传统白炭黑之间的产品,其价格较ＨＤＳ低,是一种性能价格比较高的替代ＨＤＳ的产品。
表1为国外主要的、已经商品化的ＨＤＳ和ＥＤＳ品种。
在轮胎用胶料中,如果采用ＨＤＳ和ＥＤＳ可以获得较高的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、扯断伸长率。
采用ＨＤＳ还可以改善胶料加工性能和耐磨性,从而可以得到较好的轮胎综合性能。
白炭黑各指标在应用中的作用
白炭黑
一、简介
，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑的主要成份是SiO
2
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。
白炭黑各指标在应用中的作用
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、900℃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。
影响加工性能，并且硫化胶易掉块，且表面羟基对硫化促进剂有强烈的吸附作用，延长硫化时间。
4、105℃加热减量
反映粒子空隙中自由水的多少，过少时，胶料结构化程度高炼胶变得困难，若加热减量为零，则白炭黑毫无用处，一般控制在6%左右较合适。
5、PH值
一般在7左右，PH值升高（酸性减小），胶料硫化速度加快。
、
6、可溶性盐
越少越好，但越少，成本越高。
白炭黑
白炭黑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。
与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比，胎面胶中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增长性及撕裂强度。
与其他橡胶比较，白炭黑可以相对容易和迅速地与环氧化天然橡胶(ENR)混合。
且产物的增强效果也最好。
在含有ENR的胶料中，白炭黑的增强效果和炭黑N330相似。
在SBR／BR共混体系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用车胎面胶的滚动阻力减少50 ，而干、湿牵引性没有明显的改变。
Evans等介绍了一种超高增强沉淀法白炭黑，这种白炭黑用于胎面胶有以下优点：在不使用偶联剂时，胎面胶的滚动阻力降低而冰牵引性能提高；使用偶联剂后可减少胶料的焦烧、硫化时间，改善其抗裂口增长性，提高其扯断伸长率、硬度和300 定伸应力，同时不影响炭黑。
虽然白炭黑与炭黑并用为轮胎胎面胶增强剂时能明显改善胶料的撕裂强度，且能抑制胎面胶老化龟裂，防止胎面产生裂口裂纹，但是这种胶料的耐磨性稍差，扯断变形较大，生热大实际使用过程中，白炭黑必须经改性后才能弥补胶料性能的不足。
与炭黑相比，白炭黑表面有一层均匀的硅氧烷和硅烷醇基，硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于进行化学反应，这使白炭黑表面可相对容易地进行改性常用于白炭黑表面处理的偶联剂是双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(TESPT)，这种有机硅烷可与橡胶及填料反应，在填料和聚合物分子间引入共价键，从而改善聚合物与填料间的作用。
研究发现，使用TESPT后，含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的胶料可使滚动阻力降低，而胎面胶的磨耗性能和湿牵引性能改变很小。
什么是白炭黑？白炭黑在橡胶中的重要指标应用
什么是白炭黑？白炭黑在橡胶中的重要指标应用很多朋友们都知道白色的二氧化硅粉体有个俗名叫白炭黑，但你是否知道它这个称呼的缘由是什么呢？白炭黑与炭黑的关联在了解白炭黑“WhiteCarbonBlack”之前我们应该了解一下与它的名称来源密切相关的炭黑“CarbonBlack”。
人们早在3000多年前就掌握了烧烟制墨技术，但长期以来炭黑的生产技术发展缓慢，直到1872年，世界上才首次出现了炭黑工业的规模生产，同时产生了“CarbonBlack（炭黑）”这一术语，这就是近代炭黑工业的开端。
1912年英国人莫特（Mottee）发现了炭黑对橡胶的补强作用，特别是显著提高轮胎耐磨性能以后，自此炭黑的需求量迅速增长，并逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
炭黑作为橡胶工业的补强材料已有百来年历史在第一次世界大战期间，由于生产炭黑的能源材料紧缺，德国开始使用沉淀法生产的白色二氧化硅替代炭黑，而白色的无定型二氧化硅因物性及用途与炭黑相似而得名白炭黑（WhiteCarbonBlack）。
再后来，由于汽车及其运输业的高速发展、炭黑生产用原料的涨价和节能减排的要求，又使白炭黑成为橡胶行业补强材料的佼佼者。
目前，白炭黑用在彩色橡胶制品中可以完全替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。
轿车“绿色轮胎”及冬季轮胎的制造是白炭黑的拿手好戏，白炭黑用于轮胎，使其获得更低的滚动阻力和改善轮胎的抓地力，从而提高汽车燃油效率。
这些具有高燃油效能等的节能型轮也被称作“绿色轮胎”。
如今我们所说的白炭黑已经不单纯是一种在橡胶配方中用作炭黑的替代品，而是一种X-射线无定形的硅酸和硅酸盐的白色超细粉体的总称，这类粉体材料具有非常广泛的应用，根据制备路线不同，主要分为沉淀法白炭黑及气相法白炭黑两大类。
一．白炭黑的制造白炭黑的制备多采用两种方法，即煅烧法和沉淀法。
煅烧法制备的白炭黑又称为气相法白炭黑或干法白炭黑，它是以多卤化硅（SiClx）为原料在高温下热分解，进行气相反应制得。
白炭黑用途
白炭黑用途
白炭黑是一种物理性质和化学性质都十分稳定的黑色材料，常见于工业生产和各种消费品制造。
以下是白炭黑的一些用途：
1. 橡胶工业：白炭黑是橡胶加工的必要填充剂，能够增加弹性和耐磨性，还能改善橡胶的加工性能。
2. 颜料工业：白炭黑可以用作黑色颜料、印刷油墨和油漆等，具有良好的遮盖性和柔软性。
3. 电子工业：白炭黑可以作为电线电缆的填充剂，还可以用于光学玻璃、半导体材料和涂层等各种高科技领域。
4. 食品工业：白炭黑还有食品添加剂，可以作为增稠剂、改善稳定性和调节口感等作用。
5. 医药工业：白炭黑可以作为药品的助剂，能够稳定药品配方，增加药品的剂量和颜色。
总之，白炭黑是一种广泛应用于各个领域的高性能材料，其用途十分广泛。
白炭黑在橡胶中的应用
白炭黑在橡胶中的应用一、白炭黑对胶料工艺性能的影响（1）胶料的混炼与分散白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，而且在多量配合时，还容易生成凝胶，使胶料硬化，混炼时生热大。
为获得良好的分散，就要求初始混炼时，保持尽可能高的剪切力，以便使白炭黑的这些聚集体粒子尽可能被破坏，而又不致使橡胶分子链发生过多的机械降解。
为此，白炭黑应分批少量加入，以降低生热。
适当提高混炼温度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子间的凝聚力，有助于白炭黑在胶料中的分散。
（2）白炭黑补强硅橡胶混炼胶中的结构控制白炭黑，特别是气相法白炭黑是硅橡胶最好的补强剂，但有一个使混炼胶硬化的问题，一般称为“结构化效应”。
其结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度。
对此有两种解释，一种认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一方面认为硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键。
防止结构化有两个途径，其一是混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，如羟基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。
当使用二苯基硅二醇时，混炼后应在160~200℃下处理0.5~1h。
这样就可以防止白炭黑填充硅橡胶的结构化。
另一途径是预先将白炭黑表面改性，先去掉部分表面羟基，从根本上消除结构化。
（3）胶料的门尼粘度白炭黑生成凝胶的能力与炭黑不相上下，因此在混炼白炭黑时，胶料的门尼粘度提高，以致于恶化了加工性能，故在含白炭黑的胶料配方中软化剂的选择和用量很重要。
在IIR中往往加入石蜡烃类、环烷烃类和芳香烃类，用量视白炭黑用量多少及门尼粘度大小而异，一般可达15-30%。
在NR中，以植物性软化剂如松香油、妥尔油等软化效果最好，合成的软化剂效果不大，矿物油的软化效果最低。
（4）胶料的硫化速度白炭黑粒子表面有大量的微孔，对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延硫化。
白炭黑在食品中的应用
白炭黑在食品中的应用
白炭黑在食品中多用作乳化剂、稳定剂，被广泛应用于制作面包、糖果等食品中，能有效地抑制食品中的腐败细菌，提高食品的安全性，降低食品的污染物含量，防止营养素的流失，保持食品的颜色、香味、口感等特征，还可以提高食品添加剂的分散性。
白炭黑是经科学验证后被认定为安全的食品添加剂，可以令非乳类奶油粉的结块现象和低流动性的问题得到显著改善。
白炭黑的主要特性是它具有极高的吸收和分散性能，对各种有机物有很强的处理效果，可以与所有类型的有机物混合，是十分有效的耐热材料。
白炭黑也具有优异的抗老化性能，在室温下可维持其功能和结构质量，可以长期保持出色的性能，抗老化能力非常强，抗氧化能力也非常强，可以有效抑制有机物的破坏作用，对于金属等材料具有非常明显的抗腐蚀性能。
白炭黑在建筑材料领域应用主要是防潮、防水、防滑和绝缘等，用于制造陶瓷材料、石材表面处理剂、复合材料、涂料等，可以帮助陶瓷材料具有更强的抗腐蚀性、耐高温性和使用寿命更长。
它在涂料领域的应用是提高涂料的厚度、抗拉性、耐热性和耐腐蚀性，改善涂料的性能，使涂料的施工性能更加稳定，从而提高涂料的使用性能和耐用性。
白炭黑也可以用于电子元器件的制造，例如变压器、电池、放大器、开关、控制器等，它能有效地减少电子元器件的故障，增强电子元器件的可靠性和热稳定性，保护电子元器件免受温度变化的影响。
白炭黑还常用于轮胎、橡胶制品的制造，它可以增加橡胶制品的柔韧性，提高其耐磨性、耐冲击性和使用寿命，使橡胶制品抗破壊能力更强，更耐久。
白炭黑的用途和作用极其广泛，它的应用范围有日化、建材、涂料、橡胶、电子等，由于其独特的特性，白炭黑被广泛应用于各行各业，具有极大的应用前景。
白炭黑的用途及作用在混凝土里的
白炭黑的用途及作用在混凝土里的混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑、道路等领域。
为了进一步提升混凝土的性能，科研人员发现在混凝土中添加白炭黑能够改善混凝土的力学性能及耐久性。
本文将介绍白炭黑的用途及其在混凝土中的作用。
白炭黑的用途白炭黑是一种无定型的气固体材料，具有良好的分散性和高比表面积。
因此，白炭黑在许多领域有着广泛的用途。
首先，白炭黑常被用作增白剂，添加在橡胶制品、塑料制品等中，以提高产品的光泽度和白度。
此外，白炭黑还可以用作油墨的稀释剂和增稠剂，能够改善印刷品的印刷效果和涂料的流动性。
此外，白炭黑还可以用作催化剂和催化剂载体，广泛应用于化工、制药等领域。
在混凝土中的作用白炭黑在混凝土中的添加主要有以下几个作用：1. 提高混凝土的力学性能白炭黑具有良好的增强效果，可以显著提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗渗性能。
其细小的颗粒能够填充混凝土中的微细孔隙，增加混凝土的紧密性和密实性，从而提高混凝土的力学性能。
此外，白炭黑还能够改善混凝土的断裂韧性，增加其抗裂能力，有效延缓混凝土的龟裂和破坏。
2. 改善混凝土的耐久性白炭黑在混凝土中的添加可以有效改善混凝土的防水性能和耐久性。
混凝土中的微细孔隙是导致水分和气体进入混凝土内部的主要通道，进而导致混凝土的开裂和损伤。
白炭黑的添加能够填充这些微细孔隙，阻止水分和气体的渗透，从而提高混凝土的防水性能和耐久性。
3. 提高混凝土的稳定性白炭黑的添加还可以提高混凝土的稳定性。
在混凝土中形成的颗粒间的摩擦力和内聚力可以有效增强混凝土的抵抗变形和承载能力，使其更加稳定。
此外，白炭黑具有很强的吸附性能，能够吸附混凝土中的有害离子，如氯离子和硫酸盐离子，从而减少其对混凝土的侵蚀和腐蚀，提高混凝土的抗化学侵蚀性能。
4. 降低混凝土的热收缩混凝土在固化过程中会发生热收缩，这会导致混凝土的开裂和变形。
白炭黑的添加能够有效减缓混凝土的热收缩速率，降低混凝土的开裂倾向，提高混凝土的整体稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
白炭黑的用途
二氧化硅的用途很广，且不同产品具有不同的用途。
用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。
特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。
用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。
加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。
填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。
填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。
在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料。
沉淀白炭黑是橡胶补强广泛使用的材料，一般说来，由于沉淀白炭黑（超细的、表面处理的例外）补强效果还不及炭黑好，故属半补强填充材料。
因此要根据使用场合决定代替炭黑的百分数。
沉淀白炭黑用于橡胶制品有汽车、翻斗车、卡车、拖拉机、叉车、自行车等的内外胎，工业用皮带、胶管、衬垫、胶板、粮食加工用脱谷胶辊，以及胶鞋等各种橡胶工业制品中都或多或少地要用到白炭黑。
在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命。
据原西德一家公司轮胎配方研究试验结果表明，若能增配10～20份白炭黑就可以改善胶接性和抗撕裂性，使轮胎行驶里程提高，同时还能增强轮胎对路面的抓着力，以利于安全行车。
我国轮胎行驶里程低于国际水平，不使用白炭黑是原因之一。
此外，由于炭黑发热量大，国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑。
目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。
在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。
白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。
白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。
用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性，如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑。
在两层塑料薄膜之间往往不易分开，装袋时袋口很难打开，则白炭黑就是很顶用的开口剂。
当聚氯乙烯作家庭地板材料时，如若加入了一定的白炭黑，则可改进产品硬度、弹性、热变性等性能。
白炭黑做纸张的上胶剂，可提高纸张的白度和不透明度，改进印刷性、耐油性、耐磨性、手感性和光泽性。
用于晒图纸，可使纸表面质量好、油墨稳定、背面无裂隙；用于叠氮纸中，可生产出优质兰图纸；用于铜板纸中可代替钛白；特别是用于新闻纸，加入1～2%的白炭黑，可使纸的重量减轻10%，不仅纸薄，而且能提高强度，除能防止油墨渗透，使印刷文字清晰外，还可增加不透明度。
白炭黑具有触变性能，在涂料中添加少量白炭黑，能使涂层消除液滴沉降现象。
在不饱和聚酯涂料中，只要添加0.5～2%浓度的白炭黑，就能使这种涂料在垂直表面上每次涂
500g/m2也不会发生液滴和皱折。
在颜料中添加白炭黑，不仅能防止颜料的沉淀，且能提高对颜料、染料的吸附性，改进分散性。
当用作乳化涂料的填料时，可提高热稳定性。
为了满足涂料和油墨消光剂对白炭黑的要求，国外研制和生产了消光剂专用品。
当硝基清漆以及类似涂料含有沉淀白炭黑消光剂，可改进油漆非沉淀性能，并能使涂料易分散，仅有少量的增稠影响，悬浮性好，有极好的消光特性，高透明度和好的耐磨性能。
在印刷油墨中加入0.5%的白炭黑，印刷效果好，可消除未分散油墨渗透的影响，改进印刷材料的耐洗性，增加颜色的光泽度。
此外，白炭黑在农药、医药、粘合剂、牙膏及日常化妆品中也有各种不同程度的使用和发挥着各种有益的功能。
橡胶行业哪些地方用炭黑，哪些地方用白炭黑
炭黑作为橡胶增强剂，应用范围很广，所有的黑色橡胶制品都用到炭黑。
1912 年人们发现炭黑对橡胶具有补强作用,从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
目前世界橡胶工业原材料耗用量排在第一位的是生胶,第二位的是炭黑;换言之,炭黑已成为
消费量最大的橡胶配合剂。
炭黑的耗用量一般占橡胶耗用量的40%～50% ,也就是说,在橡胶配方中,通常每使用2 份橡胶就会搭配使用1 份炭黑。
白炭黑分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑,广泛应用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋、电线电缆等橡胶制品中.白炭黑与硅烷偶联剂并用于轮胎胎面胶中,在降低轮胎滚动阻力的同时可改
善轮胎的耐磨性和抗湿滑性.使用白炭黑的胶料拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等均有提高,在透明和彩色橡胶制品中更有其优势.随着人们环境意识的增强、轮胎工业的发展及白炭黑品质的不断提高,其应用范围还将进一步扩大.
白炭黑自1948年开始生产并作为填料应用于橡胶工业，到20世纪80年代全世界沉淀法白炭黑约有67%用于橡胶工业，其中45%用于鞋类，16%用于轮胎，6%用于其他橡胶制品。
从1991年法国米其林公司宣布大力开展“绿色轮胎”的研究开始，欧洲、美国和日本等地的各大轮胎公司相继加快了研制步伐。
“绿色轮胎”已成为21世纪轮胎工业发展的主流，白炭黑可以高比例配用或全部替代炭黑做补强剂生产“绿色轮胎”。
1999年欧洲在轿车原，配胎胎面中使用白炭黑已是标准做法，轿车原配胎胎面中白炭黑的用量已达到10万t。
受燃油税的压力影响，为了降低耗油量，汽车制造商积极开发低滚动阻力和低耗油量的“绿色轮胎”。
非黑色橡胶制品有胶鞋、球类、玩具等等，太多了。