关于白炭黑、硅烷剂、PEG-4000的思考

zhengjunxian

白炭黑英文名称为Silica,目前专指沉淀法和气相法白炭黑。由于两者的价格悬殊较大，一般使用的为沉淀法。在硅胶和丁基胶中气相法应用比较多。白炭黑在橡胶工业中主要用作补强剂或者改性剂，其补强效果优于除炭黑以外的其他补强材料。沉淀法白炭黑成本要约低于炭黑，所以在黑色配方中添加白炭黑会在一定程度上降低配方成本。
% B4 A7 }2 s- W1 m5 |: I) \白炭黑物化性质：无毒、无味、不溶于水及酸，溶于氢氧化钠及氢氟酸。高温不分解，不燃烧，具有很好的绝缘性。
    白炭黑的补强性能主要取决于比表面积（粒径大小）、结构和表面化学性质。白炭黑与炭黑相比，表面积更大，粒子更细。比表面积大则活性高，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性也好，但是弹性下降。特别在天然胶混炼胶中，在冷温状态会出现“冷硬”，影响加工性能。白炭黑表面微孔比较多，适合在发泡胶里面使用。白炭黑亲水性比较强，所以补强效果不如炭黑。在混炼胶中加入5~15份白炭黑能够改善胶料切割性和抗撕裂性，其他性能无明显降低。
" |! M% |) y. }4 ~! Z* O, R使用白炭黑时，一般会同时增加PEG-4000(活性剂)。有的书介绍是因为PEG-4000能够把含有白炭黑的混炼调节成碱性提高硫化速度。本人认为这种理论是错误的，理由有以下几点：
第一：白炭黑有碱性的，如果仅仅是为了调节成碱性的话。碱性白炭黑是不需要添加的，不符合实际情况，
第二：PEG-4000的PH值大于在7~8之间，约带碱性而已。如果根据酸碱平衡理论，如果要把PH为6的白炭黑是要添加几倍于白炭黑的用量。这个也与实际情况不符合。
   在使用白炭黑配方中添加活性剂根本不是什么酸碱性的原因。根本原因在于白炭黑表面有羟基，羟基有较强的吸附作用，能够吸附空气中 的水分和带不成对的电子（孤对电子）物质。而我们使用的大部分促进剂和老化剂等为不成对电子物质，同时还会促进不成对电子物质的分解。随着白炭黑用量的增大，分解速度加快。无形中减少了促进剂等的有效用量，影响硫化速度。
   虽然白炭黑有巨大的比表面积，但对橡胶缺乏良好的浸润性和分散性。浸润性是指不能很好的被橡胶分子包裹。分散性不好影响混炼胶的均匀性，局部地方提前断裂，影响整体性能。添加硅烷偶联剂，在硫化过程中白炭黑与橡胶之间可通过偶联剂分子相连结。从而提高橡胶与白炭黑之间的结合力，提高撕裂强度和拉伸强度。并不是改性了白炭黑表面的羟基固有的性能。

之见

相关论述胶网有多次提及，但楼主的总结值得学习！

hegz73

支持楼主的观点，事实确实如此！顶你起来！

方红

好资料，学习了，谢谢楼主

仗剑入红尘

原帖由 hegz73 于 2011-2-25 09:20 发表

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( {. E& Z9 m% `9 I支持楼主的观点，事实确实如此！顶你起来！

+ x7 [/ j9 o: e1 v同感！！！

kmlt_lplxh

谢谢楼主的整理，和自己摘抄的互补下

seeangel

学习下 (*^__^*) 嘻嘻……

kendyfjk

不懂所云。。。。。。。。。

linxiuyong

楼主科班出身，理论知识深厚，前景一片光明

想为橡胶做点事

感谢楼主的认真总结。。