硅(gui)橡膠成品是通過高(gao)溫硫化(hua)遇熱而成(cheng)型，得到我們想好的形狀與結構樣(yang)子(zi)，而在這種(zhong)之(zhi)前硅橡膠制品還需經(jing)歷原材(cai)料的幾種(zhong)過度方法才(cai)能用于(yu)硅膠原材(cai)料使(shi)用，所以其中還需添加(jia)不同的化(hua)合物，比如白炭黑(hei)，那么(me)說到白炭黑(hei)它到底能取到哪些主(zhu)要的作用呢？

目前在很多東莞硅膠產品定制(zhi)的(de)(de)補(bu)強填充劑都有沉淀(dian)與氣(qi)相(xiang)兩種白(bai)炭(tan)黑，而白(bai)炭(tan)黑主(zhu)要是指合(he)成的(de)(de)二氧化硅可用于與硅膠材料相(xiang)互(hu)結合(he)達到產品實(shi)際的(de)(de)效(xiao)果(guo)。

在(zai)實(shi)際作(zuo)(zuo)用當中白炭黑是(shi)(shi)導致硅(gui)橡膠(jiao)結構化的主要助劑之(zhi)一(yi)，主要是(shi)(shi)基(ji)于白炭黑與高分(fen)子(zi)量聚硅(gui)氧烷巨量的氫鍵作(zuo)(zuo)用。硅(gui)橡膠(jiao)制(zhi)品(pin)用補強填充劑按其補強效(xiao)(xiao)果的不同可分(fen)為(wei)補強性填充劑和非補強性填充劑，前者(zhe)的直徑為(wei)10~50nm,比表面積(ji)為(wei)70~400m2/g,補強效(xiao)(xiao)果較(jiao)好；后者(zhe)通(tong)常為(wei) 300~10000nm,比表面積(ji)在(zai)30m2/g以(yi)下，補強效(xiao)(xiao)果較(jiao)差。

氣(qi)相(xiang)白炭黑(hei)粒子(zi)的大小(xiao)、比表面(mian)積、表面(mian)性(xing)質、結(jie)構等與原料氣(qi)體(ti)的比例、燃(ran)燒速度(du)、SiO2核在燃(ran)燒室中(zhong)停(ting)留時(shi)間等因素(su)有(you)關。

氣相(xiang)白炭黑粒子(zi)(zi)越(yue)細，它的比表面積就(jiu)越(yue)大(da)，則(ze)補強效(xiao)果就(jiu)越(yue)好(hao)，但(dan)(dan)操(cao)作性能(neng)就(jiu)越(yue)差。反之它的粒子(zi)(zi)粗些，比表面積也小(xiao)，補強效(xiao)果就(jiu)差，但(dan)(dan)操(cao)作性就(jiu)要好(hao)一些。

氣相白炭黑為(wei)硅橡膠產(chan)品最常用(yong)的補強(qiang)(qiang)劑之一，由它補強(qiang)(qiang)的膠料硫化(hua)后的機械強(qiang)(qiang)度高，電性能好。氣相(xiang)白炭黑并(bing)可與(yu)其它補強(qiang)(qiang)劑或弱補強(qiang)(qiang)劑并(bing)用(yong)，以(yi)制(zhi)取不同使用(yong)要求(qiu)的膠料。

與(yu)用氣相(xiang)白炭黑(hei)(hei)補強(qiang)(qiang)(qiang)的(de)硅橡膠(jiao)(jiao)膠(jiao)(jiao)料相(xiang)比，用沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)白炭黑(hei)(hei)補強(qiang)(qiang)(qiang)的(de)膠(jiao)(jiao)料機械(xie)(xie)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)稍低，介電性能，特(te)別是受(shou)潮后的(de)介電性能較差(cha)，但耐熱老化性能較好，混煉膠(jiao)(jiao)的(de)成(cheng)本要低得多(duo)。當對制品(pin)的(de)機械(xie)(xie)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)要求不高時，可用沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)白炭黑(hei)(hei)或使之與(yu)氣相(xiang)白炭黑(hei)(hei)并用。沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)白炭黑(hei)(hei)的(de)性能受(shou)沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)條件如酸度(du)、溫度(du)等的(de)影響。

白炭黑可以通(tong)過適宜的化合(he)物(wu)對其(qi)進行處(chu)理(li)而制(zhi)成一種(zhong)表面疏水的物(wu)質(zhi)。處(chu)理(li)的方法(fa)主要(yao)有液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)法(fa)和氣(qi)(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)法(fa)二種(zhong)。液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)法(fa)的條件易于控制(zhi)，產(chan)品質(zhi)量(liang)(liang)穩定，處(chu)理(li)效果好(hao)，但工(gong)藝復雜，溶劑需要(yao)回收；氣(qi)(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)法(fa)處(chu)理(li)工(gong)藝簡單(dan)，但產(chan)品的質(zhi)量(liang)(liang)不夠穩定，處(chu)理(li)效果較差。

表面處理劑

用作表(biao)(biao)面(mian)處理劑的(de)物質原則上能與白炭(tan)黑表(biao)(biao)面(mian)的(de)羥(qian)基發(fa)生作用的(de)，有以下幾種(zhong)。

1）醇(chun)類2）氯硅(gui)(gui)烷(wan)類3）烷(wan)氧基硅(gui)(gui)烷(wan)4）六甲基二硅(gui)(gui)醚5）硅(gui)(gui)氮烷(wan)。

白炭(tan)黑對硅橡膠(jiao)的補強(qiang)機理(li)被(bei)認為有以下二種。

a.橡膠(jiao)被(bei)(bei)填料(liao)粒(li)子(zi)吸附填料(liao)粒(li)子(zi)吸附聚合(he)物，使(shi)橡膠(jiao)分子(zi)鏈(lian)段直接固定(ding)在(zai)填料(liao)粒(li)子(zi)的附近或者沿(yan)著填料(liao)表面(mian)定(ding)向或被(bei)(bei)填料(liao)聚集體滯留。

b.橡膠與填(tian)(tian)料(liao)粒子(zi)(zi)結合(he)填(tian)(tian)料(liao)粒子(zi)(zi)與聚合(he)物鏈(lian)段(duan)結合(he)產生有效的交(jiao)聯(lian)以及(ji)聚合(he)物纏結了填(tian)(tian)料(liao)粒子(zi)(zi)。

基(ji)于上述二(er)種作用，使(shi)白炭黑(hei)(hei)對硅橡膠起到補強(qiang)作用。

白炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)由(you)(you)于(yu)其生產方法(fa)不同(tong)，其酸(suan)堿性是(shi)不同(tong)的(de)。氣(qi)相白炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)呈酸(suan)性，沉淀白炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)呈堿性。最純的(de)無HCl的(de)氣(qi)相法(fa)白炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)的(de)pH值為6，這(zhe)是(shi)由(you)(you)于(yu)白炭(tan)(tan)黑(hei)(hei)(hei)表面的(de)羥基在水中離解產生了(le)H+所致。pH值低于(yu)4.6時，則(ze)是(shi)由(you)(you)于(yu)高溫水解留存下來(lai)的(de)HCl引起(qi)的(de)。

白(bai)炭黑物(wu)理(li)化學性能的測(ce)定(ding)方(fang)法

白炭黑(hei)的物(wu)理化(hua)學性能直接反映質量情況，因而(er)對(dui)不(bu)同(tong)的使(shi)用要求進行準確的測量是十分重要的。目前(qian)國(guo)外各廠家的指標(biao)不(bu)盡相同(tong)，但公認的一些重要指標(biao)各家都要測定。

最(zui)重(zhong)要的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)是：反(fan)映其(qi)初級結(jie)構的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)，如(ru)粒徑(jing)尺寸和分散(san)度，比表面(mian)積；反(fan)映其(qi)二次結(jie)構的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)，如(ru)吸油值等；反(fan)映其(qi)表面(mian)化學情(qing)況的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)，如(ru)表面(mian)各種羥(qian)基(ji)的(de)(de)(de)濃度等。

1、粒(li)徑(jing)大小和粒(li)徑(jing)分布由于生成(cheng)條(tiao)件(jian)、粒(li)子(zi)(zi)增長的情況存在差別，故白炭(tan)黑的粒(li)子(zi)(zi)直徑(jing)并不(bu)均(jun)一，平(ping)常所說(shuo)的粒(li)子(zi)(zi)直徑(jing)，只具(ju)有統(tong)計平(ping)均(jun)的意義。

2、比(bi)(bi)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)的(de)測定(ding)(ding)比(bi)(bi)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)是反(fan)(fan)映(ying)粉料物質(zhi)(zhi)的(de)外表(biao)(biao)面(mian)積(ji)大小的(de)指標，對于(yu)一(yi)種多孔隙性(xing)的(de)粉料物質(zhi)(zhi)來說，其(qi)比(bi)(bi)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)為孔隙內的(de)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)和外表(biao)(biao)面(mian)積(ji)之和。一(yi)般來說，粉料物質(zhi)(zhi)的(de)粒(li)(li)徑與(yu)其(qi)比(bi)(bi)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)呈反(fan)(fan)比(bi)(bi)關(guan)系(xi)，所以(yi)比(bi)(bi)表(biao)(biao)積(ji)的(de)測定(ding)(ding)可(ke)定(ding)(ding)性(xing)地反(fan)(fan)映(ying)粉體(ti)的(de)粒(li)(li)徑大小。由于(yu)電子(zi)顯微鏡并(bing)非所有工業單位都(dou)能(neng)具備，粉體(ti)的(de)粒(li)(li)徑就無法(fa)獲得(de)，因而比(bi)(bi)表(biao)(biao)面(mian)積(ji)的(de)測定(ding)(ding)就具有重要的(de)實際應用價(jia)值。

3、表面(mian)(mian)羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)測定(ding)(ding)白(bai)(bai)炭(tan)黑的(de)表面(mian)(mian)存在著(zhu)硅醇基(ji)(ji)(ji)團，而白(bai)(bai)炭(tan)黑的(de)許多應(ying)用直接(jie)與這(zhe)種基(ji)(ji)(ji)團有關，因(yin)此(ci)，定(ding)(ding)量地測定(ding)(ding)表面(mian)(mian)羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)十(shi)分(fen)重要的(de)。白(bai)(bai)炭(tan)黑表面(mian)(mian)羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)的(de)則定(ding)(ding)的(de)數(shu)據，一般包括總羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)、相鄰羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)、隔離羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)等(deng)。后兩種是(shi)(shi)以Si-OH的(de)形式結合在白(bai)(bai)炭(tan)黑表面(mian)(mian)的(de)，統稱為結合羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)；總羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)則是(shi)(shi)結合羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)與吸附在白(bai)(bai)炭(tan)黑表面(mian)(mian)上的(de)水分(fen)子(zi)中的(de)羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)之和，這(zhe)幾種羥(qian)(qian)(qian)基(ji)(ji)(ji)數(shu)據可分(fen)別在不同條件下測定(ding)(ding)。測定(ding)(ding)條件為：

1）由白炭黑(hei)袋中直接取(qu)樣測得的羥基為總羥基量；

2）將(jiang)白炭(tan)黑(hei)于110℃下(xia)烘干3小(xiao)時后測定的羥(qian)(qian)基為結合(he)羥(qian)(qian)基；

3）將白炭黑(hei)于600℃下烘干3小時后測定的(de)羥基為隔離羥基；

4）結合羥基(ji)和隔離基(ji)之差則為相(xiang)鄰羥基(ji)。

二次(ci)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)國外一(yi)(yi)(yi)般認為(wei)二次(ci)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)程度直接影響填料的(de)(de)補強行為(wei)，所(suo)以測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)二次(ci)結(jie)(jie)構(gou)也很(hen)重要(yao)。但迄今(jin)還沒有(you)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)方法，目前應用最廣的(de)(de)方法有(you)二種(zhong)：一(yi)(yi)(yi)是(shi)測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)在壓縮下的(de)(de)表觀比容；二是(shi)測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)吸油值。

除了白炭(tan)黑(hei)外，還(huan)有一(yi)類弱補(bu)(bu)強(qiang)(qiang)填充劑，也可稱作(zuo)惰性(xing)填料(liao)，對硅(gui)(gui)橡膠(jiao)只起很小的(de)補(bu)(bu)強(qiang)(qiang)作(zuo)用(yong)，它們在硅(gui)(gui)橡膠(jiao)中一(yi)般不(bu)單獨(du)使用(yong)，而是與白炭(tan)黑(hei)作(zuo)用(yong)，以調節硅(gui)(gui)橡膠(jiao)的(de)硬(ying)度，改善膠(jiao)料(liao)的(de)工藝性(xing)能(neng)和硫(liu)化膠(jiao)的(de)耐油性(xing)能(neng)及(ji)耐溶性(xing)能(neng)，降低膠(jiao)料(liao)的(de)成(cheng)本。常用(yong)的(de)弱補(bu)(bu)強(qiang)(qiang)劑有硅(gui)(gui)藻土、石英(ying)粉、氧化鋅、二氧化鈦、硅(gui)(gui)酸(suan)(suan)鋯和碳酸(suan)(suan)鈣等。