- 白炭黑4大表麵改性技術及研究進展
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2022-05-11 點擊次數
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- 可對其進行表麵改性
，把有機基團以化學鍵的方式連接到白炭黑的表麵
，使其表現出疏水性
，改性後降低了氣相白炭黑表麵羥基數量
，其與有機溶劑的相容性與分散性明顯增強
，擁有新的物化及機械性能
。
一直以來
，氣相白炭黑的表麵改性技術一直被國外公司壟斷
，疏水性產品依賴進口
，價格處於高位
，增加了成本
。因此
，氣相白炭黑的表麵改性及穩定規模化生產還是一個待攻克的課題
，需要加快研發
，主要改性方法目前有四種
。在橡膠行業
，為改善氣相法白炭黑與NR的相容性
，使用矽烷偶聯劑對白炭黑進行表麵處理
。采用偶聯劑Si69或A151對氣相白炭黑進行改性並用於補強NR，成功製備了DCP硫化NR/氣相法白炭黑複合材料
。偶聯劑的比例對白炭黑複合材料硫化速度
、硫化時間
、最高轉矩
、拉伸強度
、撕裂強度及硬度等有較大影響
。納米二氧化矽中添加表麵活性劑可以使白炭黑成網狀結構
，提高其比表麵積
，吸油性能提升
，加入某些活性劑可使白炭黑具有氣凝膠特性
。將十二烷吸附到疏水氣相二氧化矽中
，不經任何化學反應
，製備了一種新型的冷儲能複合相變材料
。根據孔徑分析儀
、掃描電鏡和傅立葉紅外光譜分析的結果
，認為疏水氣相二氧化矽相對合適的孔徑和疏水基團是保證十二烷良好滲透的關鍵
，解決了滲漏問題
。此外
，該複合相變材料具有可塑性
，可壓縮成任何形狀
，具有廣泛的應用前景
。同時
，該複合相變材料熱導率較低
，並且發現隨著疏水氣相二氧化矽質量百分比的增加
，熱導率下降
。通過複合改性工藝能夠實現納米二氧化矽表麵聚合物接枝改性和對納米二氧化矽團聚體有效分散
，改變反應條件與接枝單體的種類及配比可實現針對性改性
。吳成高利用矽烷偶聯劑KH550對納米SiO2粒子表麵進行處理
，可以得到氨基化的納米SiO2
，再通過溴異丁酸縮水甘油酯與氨基的開環反應
，在納米SiO2粒子表麵同時鍵接了開環聚合（ROP）的引發劑-OH和原子轉移自由基聚合（ATRP）的引發劑-Br（SNPs-f-OH/Br）
。以SNPs-f-OH/Br為引發劑
，分別進行ROP和ATRP
，在納米SiO2粒子表麵接枝了聚己內酯（PCL）和聚苯乙烯（PS）混合聚合物刷
，經表征和測試
，發現混合聚合物刷成功接枝到了納米SiO2粒子表麵
。醇類改性是使用醇類與二氧化矽表麵的羥基進行反應
，脫去水分子
，納米二氧化矽表麵的羥基被烷氧基取代
，反應需要在一定溫度一定壓力下進行
，該方法的改性效果與醇類物質的碳原子個數及反應條件關聯較大
，通常碳原子大於8個時納米二氧化矽表麵改性會較明顯
。趙鵬等以十八醇為改性劑成功製備了疏水性較好的白炭黑樣品
，通過單因素實驗得到****實驗條件為十八醇用量28%
，添加劑十二烷基苯磺酸鈉用量為4%
，改性溫度為85℃
，按30min
、60min陳化兩次
。目前
，國內普通工業級白炭黑工藝比較成熟
，產能也比較充足
，但高端氣相白炭黑還處於發展初期
，各種高純的
、粒徑均勻的以及改性的高性能白炭黑還是以進口為主
，這也是國內產業發展需突破的方向
。
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