Cinco principales métodos de modificación de superficies y características denegro carbón blanco
En la actualidad, la producción industrial de negro de humo blanco se realiza principalmente por el método de precipitación. El negro de carbón blanco producido contiene una gran cantidad de grupos polares, como grupos hidroxilo en su superficie, lo que genera problemas como la fácil adsorción de las moléculas de agua, la mala dispersión y la fácil agregación secundaria, lo que afecta el efecto de la aplicación industrial del negro de carbón blanco. . Por lo tanto, la superficie del negro de humo blanco debe modificarse antes de la aplicación industrial para mejorar su rendimiento de aplicación industrial.
En la actualidad, la químicamodificación de la superficie del negro de carbón blancoincluye principalmente modificación de injerto de superficie, modificación de agente de acoplamiento, modificación de líquido iónico, modificación de interfaz macromolecular y modificación de mezcla. Aunque cada proceso de modificación tiene sus propias ventajas y características, la aplicación industrial actual se basa principalmente en la modificación del agente de acoplamiento.
1. Modificación de injerto de superficie de sílice.
El principio del método de modificación de injerto de superficie es injertar polímeros macromoleculares con las mismas propiedades que los polímeros de matriz (como el caucho) en la superficie del negro de humo blanco mediante el método de injerto químico. Por un lado, puede mejorar la fuerza entre las partículas y la matriz y cambiar la polaridad de la superficie de las partículas; por otro lado, también puede mejorar la dispersión del propio negro de carbón blanco.
Es adecuado para injertar polímeros de bajo peso molecular y las condiciones para injertar polímeros de alto peso molecular son duras.
2. Modificación del agente de acoplamiento de sílice.
El principio de la modificación del agente de acoplamiento es usar algunos grupos funcionales en el agente de acoplamiento para reaccionar con los grupos hidroxilo en la superficie del negro de carbón blanco, para cambiar la estructura y distribución de los grupos en la superficie del negro de carbón blanco para mejorar la compatibilidad. con la matriz y su dispersión. La modificación del agente de acoplamiento es uno de los métodos de modificación más utilizados debido a su buen efecto de modificación y alta capacidad de control de la reacción.
En la actualidad, el agente de acoplamiento de silano, el agente de acoplamiento de siloxano y el agente de acoplamiento de silazano se usan ampliamente. En la aplicación práctica, el proceso principal de modificación del agente de acoplamiento se divide en cuatro pasos: reacción mixta, separación por enfriamiento, lavado repetido y precipitación.
3. Modificación de negro de carbón blanco por líquido iónico.
Los líquidos iónicos, también conocidos como líquidos iónicos a temperatura ambiente, son sales fundidas compuestas de cationes orgánicos y aniones orgánicos o inorgánicos que son líquidos por debajo de los 100 grados. El líquido iónico se utiliza para modificar el negro de carbón blanco reemplazando los modificadores de fase orgánica tradicionales con modificadores de líquido iónico. En comparación con los modificadores de fase orgánicos tradicionales, el líquido iónico tiene las ventajas de ser líquido a temperatura ambiente, fuerte conductividad, alta estabilidad y buena solubilidad, y no es volátil y fácil de producir contaminación, lo que está más en línea con los requisitos de la producción ecológica. , pero el efecto de modificación es pobre.
El proceso de modificación del líquido iónico es relativamente simple. Se agrega una cierta cantidad de etanol absoluto al sistema mixto de negro de humo blanco y líquido iónico, y luego se coloca en un baño de agua termostático para que reaccione. Una vez que la reacción es suficiente, el negro de humo blanco modificado se puede obtener por secado.
4. Modificación de la interfaz de macromoléculas de sílice.
El modificador utilizado para la modificación de la interfaz macromolecular es un polímero macromolecular que contiene grupos polares. Durante la reacción de modificación con partículas de negro de carbón blanco, la cadena principal del modificador de la interfaz macromolecular puede mantener la estructura básica de la cadena principal mientras introduce más grupos epoxi polares, para mejorar la compatibilidad entre las partículas de negro de carbón blanco y la matriz y lograr una mejor interfaz. efecto de modificación. El método se puede usar con el agente de acoplamiento para reforzar la matriz, pero el efecto de refuerzo es bajo cuando se usa solo.
5. Modificación de mezcla de negro de carbón blanco
La modificación de la mezcla es para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho al combinar las ventajas del negro de humo blanco y otros materiales. Este método puede combinar las ventajas de los dos modificadores para mejorar el rendimiento integral de la matriz, pero el efecto de modificación está estrechamente relacionado con la proporción de modificadores.
Por ejemplo, el negro de carbón y el negro de carbón blanco son buenos agentes de refuerzo en la industria del caucho, entre los cuales el negro de carbón es uno de los agentes de refuerzo más utilizados en la industria del caucho. La estructura especial del negro de humo puede mejorar la resistencia a la tracción y al desgarro de los materiales de caucho y mejorar su resistencia al desgaste, resistencia al frío y otras propiedades; Como agente de refuerzo, el negro de carbón blanco puede mejorar significativamente la resistencia a la rodadura y la resistencia al deslizamiento en húmedo de los productos de caucho, pero su uso por sí solo no es tan eficaz como el negro de carbón. Muchas investigaciones muestran que la combinación de negro de humo y negro de humo blanco como agente de refuerzo puede combinar sus ventajas para mejorar el rendimiento general de los productos de caucho.