白炭黑的性能与运用.ppt
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1、,工业生产 化学特性,沉淀法(橡胶用)白炭黑的性能与运用,无定型沉淀法白炭黑,纯净结晶石英砂,无定型水合二氧化硅,aggregate,agglomerate,将二氧化硅从结晶态转变为无定型态,沉淀白炭黑 的来源,沉淀法白炭黑生产- SiO2的形态变化,沉淀白炭黑,结晶二氧化硅,沉淀法白碳黑化学反应式,H2SO4,沉淀法白炭黑工业生产工艺,外观, 结构和组成 比表面积 多孔性 表面化学 颗粒度 分散性,白炭黑 = 沉淀法水合二氧化硅,橡胶用白炭黑的性能特点,外观, 结构和组成: 粉状, 大颗粒, 微珠 比表面积: CTAB, BET 多孔性: BET-CTAB 表面化学: -H, -OH 基团,
2、 水分, 灼烧减量 颗粒度: 颗粒大小, (基本粒子, 聚集体, 附聚体) 和分布 分散性: 传统, 高分散 白炭黑,沉淀白炭黑特征性能,沉淀白炭黑表观特征, 颗粒结构和组成,白炭黑的聚集体粒径与炭黑的对比,( X60倍放大),微珠状 = 具有良好的分散性 & 较低的作用力,标准的粉未状 = 具有较小的阻力 & 较高的污染,沉淀法白炭黑真实光学显微照片,模型,电镜照片,沉淀白炭黑结构模型与真实电镜照片,比表面积决定于基本粒子的尺寸大小,比表面积就是每克白炭黑的表面积:,表面积 : S = 4 p R 体积 : V = 4/3 p R3 质量 : M = Vxd (d : density = 2
3、),(m2/g),半径 R,基本粒子: 球形 (半径 R),SSA,S,M,=,SSA,1,d,3,R,=,沉淀法白炭黑的基本特征性能 1) 比表面积,沉淀白炭黑的比表面积,沉淀白炭黑的比表面积,特别对于橡胶来说, 比表面积是指白炭黑的外比表面积(CTAB)或总比表面积 (BET),CTAB 外比表面积 橡胶分子可触表面,-BET 总比表面积 橡胶不能延伸至而橡胶助剂可以进入的表面,内孔度 = BET - CTAB m/g,国际标准ISO/DIS5794/3,分六个等级;(BET) 比表面积g/m2 A 201260 B 166200 C 136165 D 101135 E 51100 F 2
4、030,白碳黑比表面积对橡胶产品性能的影响,沉淀白炭黑的表面化学和水份,表面化学性能,表面形态,Si,O,O,O,Si,Si,O,O,O,Si,Si,O,Si,O,O,O,O,O,H,H,H,H,H,O,Si,间位,邻位,独立,各类硅羟基及水合过程,沉淀法白炭黑的 多孔性,通过水银孔容计测量,对补强来说,只有第二步吸附是有效的 (小于1 m的孔),孔直径 (m),0,目的 补偿因白炭黑多孔性(BET - CTAB)被吸附的橡胶助剂,特别是促进剂. 降低填料间的相互作用 提高填料-橡胶间的相互作用 可以达到 提高工艺性能 优化硫化性能 提高补强性能,用表面活性剂进行配方优化调整,相容 差,相容佳
5、,用 PEG, RT1987, 作为白炭黑的表面必改性剂 能改善白炭黑表面与聚合物的相容性。 能更好地改善白炭黑与橡胶的亲和性,降低白炭黑与白炭黑 之间的作用力。 能降低白炭黑的亲水性,减少白炭黑对促进剂的吸符作用, 从而使橡胶的硫化速度加快。,聚合物,白炭黑,白炭黑与橡胶基体的润湿合相容性,SiO2,橡胶与白炭之间的相 互作用不是物理作用,用 PEG 4000改性的橡胶包容白炭黑,产生的化学界面作用,SiO2,SiO2,Rubber,Rubber,Rubber,白炭黑与橡胶的润湿/相容性 -活化剂的作用,Si 69 or,用硅烷偶联剂改性白碳黑,Si 75,橡胶硅烷的作用,硅胶硅烷橡胶偶联剂
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- 炭黑 性能 运用
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