納米白炭黑的可控制備與應用.pdf

1、炭黑作為橡膠補強填充劑應用了近150年,直到上個世紀90年代,人們才開發(fā)出細小粒子、表面含有活性硅羥基的白炭黑(即二氧化硅)應用于輪胎橡膠的工藝。尤其是白炭黑通過硅烷偶聯(lián)劑的橋連作用使得橡膠材料的抗?jié)窕阅?、滯后損失得到明顯改善,更值得矚目的是,滾動阻力值的劇烈減小。近年來,高性能輪胎尤其是綠色輪胎的制備生產(chǎn)全都離不開納米白炭黑的使用。國際著名化工企業(yè)羅地亞和德固薩等成功開發(fā)出了易分散和高分散白炭黑(即EDS, EasyDisperse

2、d Silica和HDS,Highly Dispersed Silica),各種型號產(chǎn)品廣泛應用于綠色輪胎中,但是,我們國家至今仍然沒有高質(zhì)量白炭黑產(chǎn)品問世,因此,高性能白炭黑的研制是目前一個重要的課題。本論文分別以兩種不同的方法合成了高性能的白炭黑產(chǎn)品:
　　(1)以水玻璃為原料采用硫酸沉淀法,在液體環(huán)境中引入強電解質(zhì)氯化鈉,表面張力調(diào)節(jié)劑選取十二烷基苯磺酸鈉,制備了高性能的白炭黑產(chǎn)品。實驗中對底物濃度、反應溫度、氯化鈉濃度、硫

3、酸添加量等試驗參數(shù)進行了研究討論得出了最優(yōu)制備工藝。通過透射、掃描電子顯微鏡的觀察表征和吸油值、BET,激光粒度分析等測試手段可以明確本實驗制備的白炭黑產(chǎn)品粒子粒徑分布狹窄,粒徑為25.37nm,聚集體粒徑130.6nm,BET比表面積136.0m2/g,吸油值2.3mL/g,分散指數(shù)2.98,粒子具有較好的分散性。
　　(2)設(shè)計正交試驗,以PEG6000為分散劑,硫酸沉淀法制備高性能白炭黑產(chǎn)品,實驗中探究了底物濃度、PEG60