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1、白炭黑概概述及其其生产工工艺硅在自然然界中主主要以二二氧化硅硅和硅酸酸盐的状状态存在在，一切切植物皆皆含有少少量的二二氧化硅硅，动物物体内的的结缔组组织中亦亦含有二二氧化硅硅。硅在在地壳中中的含量量是绝对对丰富的的，硅在在地壳中中的重量量百分数数为277.6%，仅次次于氧（447.22%）为为第二位位。无机机硅化合合物在八八十年代代是无机机化学品品中发展展较快的的系列产产品，尤尤其是近近些年来来发展更更为迅速速。在德德温特中中心专利利索引的的无机化化学品类类中，硅硅化合物物的专利利文摘量量占了绝绝对的优优势。由由此可以以看出，无无机硅化化合物，在在众多的的无机化化学品中中是有明明显的竞竞争力的
2、的。 纵纵观世界界情况，硅硅化合物物的新品品种近些些年来增增加并不不多，而而对于无无机硅化化合物用用途的开开发则较较为重视视。例如如硅化合合物中最最老的品品种硅酸酸钠，目目前也在在向高性性能、高高附加价价值化发发展；美美国莫比比尔公司司对于ZZSM沸沸石研制制了多种种规格，几几乎可用用于石油油化工的的各个催催化过程程；氮化化硅陶瓷瓷发动机机正在向向实用化化进军。因因此，从从目前开开发趋势势看，无无机硅化化合物将将会大量量进入到到轻工、食食品、医医药、建建筑、电电子、冶冶金、机机械工业业等许多多领域，一一定大有有发展前前途。 我国的的硅化合合物产品品主要是是解放后后才逐步步发展起起来，至至今才有
3、有几十个个品种，因因此差距距还较大大。我国国具有优优质而丰丰富的资资源，为为研究开开发更多多的硅化化合物提提供了物物质基础础。近十十多年来来，不仅仅得到了了化工部部的重视视，并委委托科研研单位出出版了“硅硅铝化合合物”资资料。可可以预料料，我国国的硅化化合物的的发展速速度必将将越来越越快，与与世界发发达国家家的差距距必将越越来越小小。 白白炭黑是是硅化合合物中较较老的一一个品种种，三十十年代中中叶，德德、苏、美美等国就就开始研研制，到到四十年年代末就就进入了了工业生生产，八八十年代代总生产产能力达达7080万万吨/年年。我国国六十年年代开始始起步，八八十年代代千吨级级的厂有有两家，年年产量总总
4、共仅55000060000吨吨，而且且品种少少，质量量差，能能耗高，未未形成系系列化。因因此，研研制新产产品和开开发应用用领域的的任务十十分艰巨巨。 11.物理理化学性性质 外外观为白白色高度度分散的的无定形形粉末或或絮状粉粉末，也也有加工工成颗粒粒状作为为商品的的。比重重为2.31992.6533，熔点点为17750。不溶溶于水及及绝大多多数酸，在在空气中中吸收水水分后会会成为聚聚集的细细粒。能能溶于苛苛性钠和和氢氟酸酸。对其其它化学学药品稳稳定，耐耐高温不不分解，不不燃烧。具具有很高高的电绝绝缘性，多多孔性。内内表面积积大，在在生胶中中有较大大的分散散力。经经表面改改性处理理的憎水水性白炭
5、炭黑易溶溶于油内内，用于于橡胶和和塑料等等作为补补强填充充剂，都都会使其其产品的的机械强强度和抗抗撕指标标显著提提高。由由于制造造方法不不同，白白炭黑的的物化性性质、微微观结构构均会有有一定差差异，故故其应用用领域和和应用效效果也不不同。 2.用用途。 白炭黑黑的用途途很广，且且不同产产品具有有不同的的用途，现现再概述述如下：用作合合成橡胶胶的良好好补强剂剂，其补补强性能能仅次于于炭黑，若若经超细细化和恰恰当的表表面处理理后，甚甚至优于于炭黑。特特别是制制造白色色、彩色色及浅色色橡胶制制品时更更为适用用。用作作稠化剂剂或增稠稠剂，合合成油类类、绝缘缘漆的调调合剂，油油漆的退退光剂，电电子元件件
6、包封材材料的触触变剂，荧荧光屏涂涂覆时荧荧光粉的的沉淀剂剂，彩印印胶板填填充剂，铸铸造的脱脱模剂。加加入树脂脂内，可可提高树树脂防潮潮和绝缘缘性能。填填充在塑塑料制品品内，可可增加抗抗滑性和和防油性性。填充充在硅树树脂中，可可制成耐耐2000以上的的塑料。在在造纸工工业中用用作填充充剂和纸纸的表面面配料。还还有用作作杀虫剂剂及农药药的载体体或分散散剂，防防结块剂剂以及液液体吸附附剂和润润滑剂等等。 33.生产产方法概概述 白白炭黑的的生产方方法，根根据国内内外的资资料表明明，主要要是沉淀淀法和气气相法两两大类型型。由于于沉淀法法所用原原料便宜宜，易得得，生产产工艺和和设备较较为简单单，产品品售
7、价低低，因而而目前占占主导地地位。现现将有关关方法简简介如下下： 一一、沉淀淀法 沉沉淀法又又称湿法法，主要要原材料料为石英英砂、纯纯碱、工工业盐酸酸或硫酸酸或硝酸酸或二氧氧化碳。其其工艺路路线大体体上是：先采用用燃油或或优质煤煤在高温温下将石石英砂与与纯碱反反应制得得工业水水玻璃，工工业水玻玻璃用水水配制成成一定浓浓度的稀稀溶液，然然后在一一定条件件下加入入某种酸酸，使二二氧化硅硅沉淀出出来，再再经清洗洗、过滤滤、干燥燥（烘干干或喷雾雾）、粉粉碎、制制得产品品白炭黑黑。沉淀淀法又分分酸法、溶溶胶法、碳碳化法等等许多不不同的具具体方法法。 (1)酸酸法 一一般说来来，酸法法是将可可溶性硅硅酸盐
8、与与硫酸（或或其它酸酸）一起起反应，当当反应液液到达某某一pHH值时停停止加酸酸反应，进进行陈化化，然后后过滤并并用水多多次反复复清洗，脱脱除Naa2SOO4后，送送干燥、粉粉碎后得得到产品品。 工艺流流程示意意图为： 该方法法所得产产品的性性能与制制备过程程的条件件控制有有十分重重要的关关系。这这是因为为在反应应的过程程中，溶溶液中可可溶性的的硅酸盐盐首先转转变成为为单体硅硅酸（可可溶性）。由由反应体体系的条条件所决决定，单单体硅酸酸有可能能生成疏疏松的絮絮状物（聚聚集作用用），也也有可能能生成致致密的胶胶粒（凝凝胶作用用），从从而造成成最终产产品的很很大差异异。为了了得到所所需性能能的白炭
9、炭黑，反反应过程程的有关关条件必必须严格格控制。 在实际制备过程中，同样是酸法，并且用同样的原材料，其具体的操作过程和条件控制有不少差别，现举两例为证： 例一配制好的稀硫酸以一定的速度，分三次加入到盛有一定量的稀释了的水玻璃的反应釜中，边加酸边搅拌边升温，最后的反应产物的pH值控制在44.5之间，然后升温，在搅拌下老化一定时间，再冷却后送去分离。 例二配制好的稀硫酸，以一定的速度加入到盛有一定量稀释了的水玻璃的反应釜中，边加酸边搅拌边升温，最后控制pH值在23之间，加氨水调节至pH在89之间，然后升温，在搅拌下老化一定时间，再降温、酸化后送去分离。 以上两例，在对原材料成份要求，稀释程度以及加
10、酸速度、搅拌速度和温度等都有不同的指标。此外，在对滤并的处理与干燥的方法上也有不同的过程和要求。可见差别之存在。 (2)溶胶法法这是一一种认为为较好的的工艺路路线，但但过程比比酸法较较复杂，条条件控制制要求更更高。是是先将盐盐酸与硅硅酸钠反反应生成成一定浓浓度的稀稀溶胶，在在微微加加热和搅搅拌的条条件下，将将硅酸钠钠稀溶液液加入到到配制好好的溶胶胶中，同同时加入入一定量量的NaaCl溶溶液，反反应至ppH=778，并并用碱性性调节液液保持此此PH 值，保保温陈化化，然后后漂洗除除氯根，再再过滤、干干燥、包包装。工工艺流程程示意图图为：该方法的的生产过过程中，溶溶胶的制制备是个个关键。成成品白炭
11、炭黑透明明度的好好坏和用用于橡胶胶物理性性能的优优劣在很很大程度度上取决决于溶胶胶的质量量，而溶溶胶的浓浓度、ppH 值值、成胶胶温度、放放置时间间等对溶溶胶的稳稳定性又又有很大大影响，所所以溶胶胶的制备备必须特特别严格格。如果果溶胶析析出絮状状物或凝凝胶，生生产则将将无法进进行下去去。如果果各种工工艺条件件控制适适当，可可以制得得超微细细的活性性白炭黑黑，粒径径一般小小于0.05m，为为国内普普通沉淀淀白炭黑黑的十分分之一，比比表面积积为普通通沉淀白白炭黑的的455 倍。(3)碳化法该法是采用二氧化碳气体通过可溶性硅酸盐溶液进行碳化操作，生成沉淀SiO2 和碳酸钠，反应完毕后先进行预过滤，并
12、用酸性水溶液去除产品中的Na2CO3，再进行过滤、干燥、粉碎、包装。反应式：此工艺的的特点是是可以副副产纯碱碱，以致致成本可可以降低低。但是是一般情情况，硅硅酸钠溶溶液的转转化率很很低（770左左右），若若要继续续提高转转化率，将将需花费费很长的的时间，因因此硅酸酸钠的损损耗较大大，有必必要采取取回收措措施。若若采用串串连反应应釜进行行生产，则则有可能能提高转转化率。但但必须注注意由于于转化率率的提高高，有可可能生成成碳酸氢氢钠，必必须在水水洗时提提高水温温，否则则对产品品质量不不利。二、气相相法 气气相法又又称热解解法或干干法。原原料为硅硅氧烷，尤尤其是六六乙基硅硅氧烷、四四氯化硅硅等。一一
13、般是采采用SiiCl44气体体在氢气气和氧气气（或空空气）的的混合气气流中，在在燃烧室室里进行行高温水水解。反反应后的的含有SSiO22的气气溶胶进进入凝聚聚室停留留一定时时间，待待形成絮絮状的SSiO22后送送旋风分分离，成成品进行行脱酸，使使产品中中的HCCl含含量降至至指标以以下，最最后包装装。气相相法生产产白炭黑黑毕竟是是一种代代价高昂昂的制备备方法，原原料SiiCl44的生生产就是是一个复复杂的过过程。实实际生产产中合理理的选择择SiCCl4应应来自制制备SiiHCll3过过程的副副产物。 处于气气相的水水和盐酸酸对硅氧四四面体的的顶点氧氧有保护护作用，即即阻碍硅硅氧氧键的发发展，这
14、这种阻碍碍是通过过形成OHH键，从从而达到到电中性性，如图图4ll所示示该工艺艺生产的的白炭黑黑一般说说来物化化性能都都很好。其其粒子大大小、比比表面积积、表面面活性等等重要性性质与三三种气体体的比例例、燃烧烧温度以以及SiiO2在燃烧烧室中停停留时间间有相当当大的关关系。采采用此法法生产的的白炭黑黑表面光光滑，具具有较高高的化学学纯度及及优越的的性能，灼灼烧失量量比沉淀淀法产品品小，具具有使液液体增稠稠及触变变，防止止悬浮液液中固相相沉积，增增进粉末末产品流流动性，防防结块以以及消光光等多种种特殊功功能。 4.沉沉淀法制制备白炭炭黑的理理论基础础 工业业水玻璃璃是沉淀淀法制备备白炭黑黑的主要
15、要原料。水水玻璃是是水溶性性的硅酸酸盐，在在所有硅硅酸盐中中，仅碱碱金属的的硅酸盐盐可溶于于水，重重金属的的硅酸盐盐不溶于于水。市市售的工工业水玻玻璃通常常为粘稠稠状的水水溶液，属属胶体溶溶液。一一般工业业水玻璃璃中Naa2O与SiiO2的摩尔尔比为113.33左右右，故水水玻璃实实际上是是多聚硅硅酸盐。现现代的科科技证明明，溶液液中SiiO2的聚合合度并不不等于它它们的摩摩尔比，摩摩尔比越越大，偏偏离程度度越大。见见表4l。 硅酸是很很弱的酸酸，其电电离常数数很小，数数量级约约为：kk1110-88，k22100-144。硅酸酸在水中中的溶解解度也极极小，大大约为1100pppm。因因此，硅
16、硅酸很容容易从硅硅酸盐的的水溶液液中被其其它酸置置换出来来，即使使很弱的的酸，如如碳酸、醋醋酸等。硅硅酸在水水中的溶溶解度虽虽小，但但当我们们在较稀稀的水玻玻璃溶液液中加入入某种酸酸时，肯肯定有大大量硅酸酸生成，然然而我们们发现并并不立即即就有沉沉淀出来来。这是是因为初初生的单单分子硅硅酸是溶溶于水的的，随着着时间的的推移，单单硅酸聚聚合成低低聚硅酸酸，再聚聚合成高高聚硅酸酸。然后后，在水水溶液ppH=77100，且无无盐存在在时，可可以进一一步聚合合为硅溶溶胶；而而在ppH77，或者者pH=7110，且且有盐存存在时，可可以凝结结为硅凝凝胶。这这种自聚聚合作用用是硅酸酸最重要要的特性性。白炭
17、黑的的粒子组组成虽然然也是SSiO22 的集集合体，但但是白炭炭黑的生生产过程程既不是是硅溶胶胶的脱水水干燥，也也不是硅硅凝胶的的脱水干干燥。我我们要求求SiOO2 粒粒子以疏疏松、细细分散的的絮状结结构从水水溶液中中沉淀出出来。为为此，必必须创造造一种适适宜的沉沉淀条件件，使其其保证得得到具有有良好性性能的白白炭黑。水水溶液中中硅酸化化学的研研究是一一个十分分复杂的的课题。长长期的研研究认为为：硅酸酸根离子子在碱性性和微酸酸性溶液液中（ppH2）配位位数为四四；而在在酸性溶溶液中（pH2），则配位数为六，即六配位的水合硅酸（H2O）2Si（OH）4和水合硅酸正离子（H2O）3Si（OH）3+
18、存在于酸性溶液中。硅酸溶液的酸碱度直接影响硅酸的聚合机制，致使聚硅酸的结构和性质不同。如把酸加入硅酸钠中可获得碱性范围内的硅酸；若把硅酸钠加入酸中则可获得酸性范围内的硅酸。两者的聚合产物是不同的。关于硅酸的自聚合作用机制已研究了一百多年，始终未有满意的结果，尤其难以全面概括硅酸聚合的重要特性。七十年代后期，南京大学戴安帮教授等人提出了一种聚合机制，并为实验所验证，对解释硅酸的自聚合作用与大量事实较为一致。可惜的是这一机理也不完善，只能解释线性聚合，尤其不能解释强碱条件下的聚合。现将有关内容简述如下：戴安帮等等人的研研究成果果认为：硅酸浓浓度在超超过其溶溶解度以以后，聚聚合作用用就发生生了。硅硅
19、酸在酸酸性、中中性及微微碱性溶溶液中，存存在着两两种不同同的聚合合机理。这这主要是是由于硅硅酸根离离子在不不同的ppH 范范围内以以不周的的聚合状状态存在在，而这这些不同同状态的的硅酸根根离子间间的聚合合反应类类型也不不相同。他他们认为为，在微微碱性溶溶液中单单硅酸根根离子的的存在形形式为：当这种溶溶液进行行酸化时时，H22SiOO42-的质子子化反应应随pHH 的下下降逐步步进行：反应中随随着配位位数的增增加，SSiO 键长长也在增增加，最最后配位位数增加加到六。在在碱性溶溶液中，硅硅酸的存存在形式式为和，这两两者都带带负电荷荷。和主要存存在于微微碱性、中中性和微微酸性溶溶液中。和则存在于酸
20、性溶液中。所以在不同的介质中，硅酸的聚合情况是不相同的。(1)在在微碱性性、中性性及微酸酸性溶液液中的聚聚合：在微碱性性、中性性及微酸酸性溶液液中，硅硅酸的主主要存在在形式为为和，两者者相遇很很快发生生聚合作作用。这这时主要要是硅酸酸的中性性分子和一价价负离子子间间的“氧键合合”作用：生成的二二聚硅酸酸，其中中一部分分与溶液液中的OOH-离离子反应应：生成的二二聚硅酸酸根负离离子，会会与中性性的硅酸酸分子进进一步氧氧键合作作用： 生成成的二聚聚体正离离子的一一部分可可能会发发生电离离：这种中性性的二聚聚体硅酸酸分子又又可进一一步与正正离子发发生羟键键合作用用。就这这样按(6)、(7)式反复复进
21、行，直直至最终终发生凝凝胶。其其通式可可以写成成为：上述机理理说明，硅硅酸有两两种类型型的聚合合机理。在在酸性溶溶液中，硅硅酸的聚聚合按(8)式式进行，反反应的进进行会使使溶液的的pH 略有降降低。而而在微碱碱性或中中性的溶溶液中，硅硅酸的聚聚合按(5)式式进行，结结果有少少量OHH-释放放出来，使使体系的的pH略有有增高。根据这个个机制，还还可导出出硅酸聚聚合动力力学定量量关系式式，称之之为硅酸酸聚合作作用理论论。它不不仅能统统一地说说明硅酸酸聚合作作用与溶溶液pHH、硅酸酸各级离离解常数数、硅酸酸浓度和和外加盐盐等因素素间的复复杂关系系，且可可预测硅硅酸胶凝凝的许多多性质。因因此，它它不仅
22、可可以为有有关实用用领域提提供理论论依据，且且可对科科研和生生产具有有指导作作用。5.硫酸酸法制备备白炭黑黑的主要要工艺过过程分析析：根据硅酸酸的聚合合机制，硫硫酸法制制备白炭炭黑时，首首先必须须对原材材料水玻玻璃和硫硫酸进行行稀释和和静置。进进行必要要的分析析测定，确确定投料料量。以以稀释澄澄清后的的水玻璃璃为底液液输入反反应釜，对对反应釜釜里的水水玻璃进进行升温温，并开开动搅拌拌浆。当当温度升升到某一一定值时时，按某某一速度度加入稀稀硫酸，使使其与水水玻璃反反应生成成硅酸。加酸过程程是制备备白炭黑黑的最重重要的关关键过程程，需要要同时处处理好几几个关系系：如加加酸速度度与搅拌拌速度的的关系
23、；加酸速速度与温温升速度度的关系系；加酸酸速度与与硅酸的的自聚合合速度的的关系等等。在这这几个速速度中，搅搅拌速度度一般固固定控制制在一个个较大的的速度，以以保证整整个溶液液体系处处于湍流流状态，绝绝对避免免产生局局部微元元酸性区区域。加加酸速度度是最主主要的工工艺操作作，一般般说来，加加酸速度度应控制制先慢后后快。加加酸速度度应注意意与溶液液的升温温速度同同步进行行。为了了更好地地观察溶溶液的变变化，有有利于及及时调整整速度，加加酸和升升温还可可以分几几个阶段段进行，在在阶段中中间停顿顿1020 分钟，注注意观察察因硅酸酸自聚合合而引起起的溶液液变化。一一般分为为三至四四个阶段段，第一一阶段
24、的的加酸量量约为总总加酸量量的三分分之一或或略少一一点，第第二阶段段的加酸酸量约为为总加酸酸量的二二十分之之一左右右，其余余为第三三阶段的的加酸量量，直至至使溶液液的pHH 值至至4 左右右停止加加酸。在在加酸的的同时进进行升温温，升温温的速度度也不宜宜太快，亦亦要照顾顾到加酸酸速度。原原则上不不加酸不不升温，实实际上绝绝对不升升温是不不可能的的，只要要升温速速度更缓缓慢，一一般对产产品质量量无明显显影响。加加酸速度度的控制制好坏，主主要体现现在第二二阶段溶溶液的变变化。一一般控制制第二阶阶段的加加酸速度度比第一一阶段的的加酸速速度还要要慢得多多，约为为第一阶阶段加酸酸速度的的1/33 左右右
25、。如在在第二次次加酸后后期出现现白色浑浑浊，或或加完后后不久即即出现白白色浑浊浊，这就就表明加加酸速度度是适宜宜的，几几个关系系的处理理是协调调的，有有希望得得到好产产品。加加酸完毕毕后，升升温至995左右，保保温、搅搅拌、老老化155 分钟钟左右。然然后再降降温去过过滤、洗洗涤、干干燥等操操作。在在制备过过程中由由于硅酸酸的自聚聚合方式式不同以以及SiiO2 粒子的的聚集作作用对最最终产品品性能的的影响，必必须严格格按照聚聚合机制制，仔细细地控制制过程的的温度、浓浓度、ppH 值值以及加加料、混混合、干干燥的方方式与条条件。生生产经验验证明，通通过对上上述条件件的调节节和控制制，可以以在同一
26、一生产装装置上制制备出不不同品级级的沉淀淀白炭黑黑。还需需说明的的是，同同样是硫硫酸法，具具体的操操作步骤骤或具体体的条件件控制并并不是千千篇一律律的，有有时甚至至差别很很大。然然而产品品白炭黑黑仍然是是合格的的。其中中的技术术绝窍是是保密的的核心部部分。要要进行客客观的分分析评论论还不具具备条件件。6.沉淀淀白炭黑黑表面性性质及其其表面改改性处理理白炭黑的的一次粒粒子直径径约0.10.0001m，二次次聚集体体直径在在几个m范围，属属于超细细粒子范范畴。粒粒径大小小直接影影响白炭炭黑的补补强性能能，是白白炭黑的的主要性性能指标标，也是是补强用用白炭黑黑分级的的主要依依据之一一。粒径径越小，粒
27、粒子与聚聚合物接接触面就就越大，其其补强效效果也越越高。粒粒径在00.0110.002m 的白白炭黑，实实验表明明将赋予予制品最最高的抗抗张强度度、抗撕撕裂性和和耐磨性性。由于于白炭黑黑一次粒粒子粒径径小，表表面能很很大，因因此得到到的白炭炭黑产品品实际上上是它们们的二次次聚集体体。依据据系统条条件的不不同，最最疏松的的聚集体体里，每每个粒子子可同三三个相邻邻粒子连连结，而而最紧密密的聚集集体里，每每个粒子子可同112 个个相邻粒粒子连结结。粒子子排列的的配位数数不同，形形成的聚聚集体的的疏松状状态、孔孔结构也也有着明明显差异异，后者者又直接接影响着着产品的的使用性性能。沉淀法白白炭黑在在制备
28、时时，由于于溶液呈呈碱性，则则通过单单硅酸的的不断缩缩聚和交交联作用用而形成成无定型型SiOO2“粒子”，其硅硅和氧以以正四面面体方式式键合成成有缺陷陷的三维维结构，即即晶格取取向在大大范围内内无序，而而在小范范围内有有序。因因此，除除了粒子子的外层层硅原子子上吸附附了羟基基外，内内部晶格格缺陷也也导致了了游离的的硅醇基基团，不不过这种种游离基基团既不不能吸附附，也不不与外来来试剂进进行反应应。仅此此还不能能充分体体现出表表面特性性，还必必须知道道表面硅硅醇基团团的分布布（或浓浓度）及及其类型型。红外外光谱及及热重分分析的研研究结果果表明，白白炭黑表表面有可可能存在在三种类类型的硅硅醇基团团，
29、即孤孤立型、邻邻位型和和连位型型，见图图42。完全全水合的的，未经经热处理理的白炭炭黑表面面，主要要是连位位型硅醇醇基。这这是由于于白炭黑黑聚集体体的第一一层与第第二层硅硅原子间间的硅醇醇基不完完全的缩缩合反应应，导致致表面第第一层的的硅原子子带有两两个羟基基。这种种情况当当在真空空下加热热到约2200，连位位型硅醇醇基就会会不可逆逆地消失失了。相相反，完完全失水水的白炭炭黑表面面，只有有孤立型型硅醇基基。即使使温度高高达4000，孤立立型硅醇醇基仍保保持稳定定。主要目的的。过去去一段时时间里，白白炭黑的的表面改改性研究究和表面面改性产产品的研研制曾达达到了高高潮，综综合研究究成果，可可供采用
30、用的方法法有表面面高温处处理和表表面化学学处理。表面高温温处理，就就是将沉沉淀白炭炭黑进行行高温热热处理，除除去白炭炭黑表面面吸附的的一些分分子，即即水和其其它低分分子量的的吸附质质。这样样做的结结果，可可以改善善部分硫硫化特性性，但效效果不显显著。表表面化学学处理，就就是用某某些化学学试剂与与白炭黑黑表面活活性硅醇醇基进行行反应，得得以提高高白炭黑黑同聚合合物胶料料的亲合合性及反反应活性性。能对对白炭黑黑表面进进行化学学处理的的试剂很很多，进进行化学学处理的的方法也也各式各各样，有有许多关关于这方方面的文文献和专专利，以以下简介介部分内内容。具体采用用的工艺艺方法有有：(1)蒸蒸汽法：将干燥
31、燥的白炭炭黑与有有机物的的蒸汽直直接接触触，发生生需要的的反应；(2)回回流法：将白炭炭黑与反反应液一一起煮沸沸回流，发发生希望望的反应应；(3)压压热反应应法：将将白炭黑黑与反应应液一起起在高压压釜中进进行热压压处理，使使其发生生指定的的反应。采采用的具具体的化化学反应应有：随随着水合合度增加加，孤立立型硅醇醇基逐渐渐减少，而而邻位型型硅醇基基则逐步步增加。邻邻位型硅硅醇基对对水和极极性物质质的吸附附能力较较强。实实验与分分析结果果已经证证实，沉沉淀法白炭炭黑表面面羟基浓浓度为889 OOH/mm2，气相相法白炭炭黑表面面羟基浓浓度为224OHH/m2，白炭炭黑的亲亲水性的的强烈程程度，则则
32、决定于于表面硅硅醇基以以氢键形形式与水水分子相相连结的的吸附能能力。上述白炭炭黑表面面硅醇基基团的存存在，一一方面赋赋予了白白炭黑具具有较高高的表面面反应活活性，如如比酯、酚酚的羟基基表现更更大的酸酸性，可可以导致致许多有有意义的的物理吸吸附和化化学反应应现象；另一方方面造成成白炭黑黑的表面面极性较较大，易易被水浸浸润，而而与有机机物、烃烃类聚合合物的相相容性不不好，极极大地降降低了使使用性能能和使用用范围。沉沉淀白炭炭黑用于于橡胶制制品作为为填充补补强剂，不不仅增加加了在橡橡胶里尽尽快达到到润湿和和分散的的困难程程度，而而且不能能与硫反反应形成成偶联键键。这两两个方面面是影响响白炭黑黑补强性
33、性能的主主要原因因，自然然也就是是对沉淀淀法白炭炭黑表面面进行改改性的等等等。尽管方法法许许多多多，但但只有少少数几种种有一定定的工业业价值。反反复实践践的经验验认为：对沉淀淀白炭黑黑表面进进行高温温处理，或或用醇类类、有机机硅烷等等进行处处理，可可以在不不同程度度上改善善原来的的高极性性和亲水水性，如如用于橡橡胶补强强可以增增加白炭炭黑与橡橡胶分子子的亲和和性，避避免了原原来酸性性表面产产生的对对硫化速速度的阻阻滞作用用。但是是，与橡橡胶分子子的结合合效率仍仍然很低低，补强强作用则则改观甚甚微。在在众多的的硅烷偶偶联剂中中，发现现硅烷偶偶联剂SSi69 具有出出众的改改性功能能。它既既可以改改善沉淀淀白炭黑黑与橡胶胶的相容容性与分分散性，还还可以明明显增加加白炭黑黑与橡胶胶的偶联联作用，从从而使白白炭黑的的补强效效果接近近甚至优优于炭黑黑。这一一新的发发现，不不仅是沉沉淀白炭炭黑改性性工作的的重大突突破，也也使沉淀淀白炭黑黑在橡胶胶工业上上的应用用进入了了一个新新的发展展阶段。今今后的任任务是如如何降低低Si69 高昂的的成本，或或开发具具有类似似功能的的价廉的的新偶联联剂。