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        • 白炭黑4大表面改性技術及研究進展
        • 發布時間: 2022-05-11 點擊次數:273 
        • 可對其進行表面改性,把有機基團以化學鍵的方式連接到白炭黑的表面,使其表現出疏水性,改性后降低了氣相白炭黑表面羥基數量,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,氣相白炭黑的表面改性技術一直被國外公司壟斷,疏水性產品依賴進口,價格處于高位,增加了成本。因此,氣相白炭黑的表面改性及穩定規;a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。

          1、偶聯劑改性

          在橡膠行業,為改善氣相法白炭黑與NR的相容性,使用硅烷偶聯劑對白炭黑進行表面處理。

          采用偶聯劑Si69或A151對氣相白炭黑進行改性并用于補強NR,成功制備了DCP硫化NR/氣相法白炭黑復合材料。偶聯劑的比例對白炭黑復合材料硫化速度、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。

          2、表面活性劑改性

          納米二氧化硅中添加表面活性劑可以使白炭黑成網狀結構,提高其比表面積,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硅中,不經任何化學反應,制備了一種新型的冷儲能復合相變材料。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硅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,該復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,該復合相變材料熱導率較低,并且發現隨著疏水氣相二氧化硅質量百分比的增加,熱導率下降。

          3、表面接枝聚合物改性

          通過復合改性工藝能夠實現納米二氧化硅表面聚合物接枝改性和對納米二氧化硅團聚體有效分散,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。

          吳成高利用硅烷偶聯劑KH550對納米SiO2粒子表面進行處理,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粒子表面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粒子表面接枝了聚己內酯(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粒子表面。

          4、醇類改性

          醇類改性是使用醇類與二氧化硅表面的羥基進行反應,脫去水分子,納米二氧化硅表面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,通常碳原子大于8個時納米二氧化硅表面改性會較明顯。

          趙鵬等以十八醇為改性劑成功制備了疏水性較好的白炭黑樣品,通過單因素實驗得到最佳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于發展初期,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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