白炭黑是微細粉末狀或超細粒子狀無水及含水二氧化硅或硅酸鹽類的統(tǒng)稱，俗稱納米二氧化硅，是一種白色、無毒、無定型微細粉末。其二氧化硅含量大于90%，原始粒徑一般5~40nm，屬于多孔性物質(zhì)，能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。

白炭黑因其微粒結(jié)構(gòu)非常特殊，表現(xiàn)出奇異或反常的物理化學特性，所以在眾多學科及領(lǐng)域內(nèi)有著不可取代的作用。

白炭黑對膠料工藝性能的影響：

1．膠料的混煉與分散 

白炭黑由于比表面積很大，總趨向于二次聚集，加之在空氣中極易吸收水分，致使羥基間易產(chǎn)生很強的氫鍵締合，進一步提高了顆粒間的凝聚力，所以白炭黑的混煉與分散要比炭黑困難得多，而且在多量配合時，還容易生成凝膠，使膠料硬化，混煉時生熱大。為獲得良好的分散，就要求初始混煉時，保持盡可能高的剪切力，以便使白炭黑的這些聚集體粒子盡可能被破壞，而又不致使橡膠分子鏈發(fā)生過多的機械降解。為此，白炭黑應(yīng)分批少量加入，以降低生熱。適當提高混煉溫度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子間的凝聚力，有助于白炭黑在膠料中的分散。 

2．白炭黑補強硅橡膠混煉膠中的結(jié)構(gòu)控制 

白炭黑，特別是氣相法白炭黑是硅橡膠最好的補強劑，但有一個使混煉膠硬化的問題，一般稱為“結(jié)構(gòu)化效應(yīng)”。其結(jié)構(gòu)化隨膠料停放時間延長而增加，甚至嚴重到無法返煉、報廢的程度。對此有兩種解釋，一種認為是硅橡膠端基與白炭黑表面羥基縮合；另一方面認為硅橡膠硅氧鏈節(jié)與白炭黑表面羥基形成氫鍵。 

防止結(jié)構(gòu)化有兩個途徑，其一是混煉時加入某些可以與白炭黑表面羥基發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，如羥基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。當使用二苯基硅二醇時，混煉后應(yīng)在160~200℃下處理0.5~1h。這樣就可以防止白炭黑填充硅橡膠的結(jié)構(gòu)化。另一途徑是預(yù)先將白炭黑表面改性，先去掉部分表面羥基，從根本上消除結(jié)構(gòu)化。 

3．膠料的門尼粘度 

白炭黑生成凝膠的能力與炭黑不相上下，因此在混煉白炭黑時，膠料的門尼粘度提高，以致于惡化了加工性能，故在含白炭黑的膠料配方中軟化劑的選擇和用量很重要。在IIR中往往加入石蠟烴類、環(huán)烷烴類和芳香烴類，用量視白炭黑用量多少及門尼粘度大小而異，一般可達15-30%。在NR中，以植物性軟化劑如松香油、妥爾油等軟化效果最好，合成的軟化劑效果不大，礦物油的軟化效果最低。 

4．膠料的硫化速度 

白炭黑粒子表面有大量的微孔，對硫化促進劑有較強的吸附作用，因此明顯地遲延硫化。為了避免這種現(xiàn)象，一方面可適當?shù)靥岣叽龠M劑的用量；另一方面可采用活性劑，使活性劑優(yōu)先吸附在白炭黑表面，這樣就減少了它對促進劑的吸附。 

活性劑一般是含氮或含氧的胺類、醇類、醇胺類低分子化合物。對NR來說胺類更適合，如二乙醇胺、三乙醇胺、丁二胺、六亞甲基四胺等。對SBR來說，醇類更適合，如己三醇、二甘醇、丙三醇、聚乙二醇等�；钚詣┯昧恳�根據(jù)白炭黑用量、PH值和橡膠品種而定，一般用量為白炭黑的1~3%。 

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