5대 표면 개질 방법 및 특성화이트 카본 블랙
현재 화이트 카본 블랙의 공업 생산은 주로 침전법에 의한다. 생산된 화이트 카본블랙은 표면에 수산기 등의 극성기를 많이 포함하고 있어 물분자의 흡착이 용이하고 분산이 불량하며 2차 응집이 용이한 등의 문제를 일으켜 화이트 카본블랙의 공업적 응용효과에 영향을 미친다. . 따라서 산업적 응용 성능을 향상시키기 위해서는 산업적 응용 전에 화이트 카본 블랙의 표면을 개질해야 합니다.
현재, 화학화이트 카본 블랙의 표면 개질주로 표면 그래프팅 개질, 결합제 개질, 이온성 액체 개질, 거대분자 계면 개질 및 블렌딩 개질을 포함한다. 개질 공정마다 고유한 장점과 특성이 있지만 현재 산업 응용 분야는 주로 커플링제 개질에 기반을 두고 있습니다.
1. 실리카의 표면 그래프팅 개질
표면 그래프트 개질법의 원리는 매트릭스 고분자(고무 등)와 동일한 성질을 갖는 고분자 고분자를 화이트 카본 블랙 표면에 화학적 그래프팅 방법으로 그래프팅하는 것이다. 한편으로는 입자와 매트릭스 사이의 힘을 강화하고 입자 표면의 극성을 변경할 수 있으며, 다른 한편으로는 화이트 카본 블랙 자체의 분산을 향상시킬 수도 있습니다.
분자량이 작은 폴리머의 그래프트에 적합하며, 분자량이 높은 폴리머의 그래프트 조건은 가혹합니다.
2. 실리카 커플링제의 변형
커플링제 개질의 원리는 커플링제의 일부 작용기를 사용하여 화이트 카본 블랙 표면의 수산기와 반응하여 화이트 카본 블랙 표면의 그룹 구조 및 분포를 변경하여 상용성을 향상시키는 것입니다. 매트릭스와 그 분산. 커플링제 개질은 개질 효과가 좋고 반응 제어성이 높기 때문에 가장 널리 사용되는 개질 방법 중 하나입니다.
현재 실란커플링제, 실록산커플링제, 실라잔커플링제가 널리 사용되고 있다. 실제 응용에서 커플링제 개질의 주요 공정은 혼합 반응, 냉각 분리, 반복 세척 및 침전의 네 단계로 나뉩니다.
3. 이온성 액체에 의한 화이트 카본 블랙의 개질
상온 이온성 액체라고도 알려진 이온성 액체는 100도 이하에서 액체인 유기 양이온과 유기 또는 무기 음이온으로 구성된 용융염입니다. 이온성 액체는 전통적인 유기상 개질제를 이온성 액체 개질제로 대체하여 화이트 카본 블랙을 개질하는 데 사용됩니다. 기존의 유기상 개질제와 비교하여 이온성 액체는 상온에서 액체이고 전도도가 강하며 안정성이 높고 용해도가 좋은 장점이 있으며 휘발성이 없고 오염이 발생하기 쉬워 녹색 생산의 요구 사항에 더 부합합니다. , 그러나 수정 효과가 좋지 않습니다.
이온성 액체 변형 공정은 비교적 간단합니다. 화이트 카본 블랙과 이온성 액체의 혼합 시스템에 일정량의 무수 에탄올을 첨가한 다음 항온 수조에 넣어 반응시킵니다. 반응이 충분히 끝난 후 건조하여 변성 화이트 카본 블랙을 얻을 수 있다.
4. 실리카 거대분자의 계면 변형
거대분자 계면 개질에 사용되는 개질제는 극성기를 함유하는 거대분자 중합체이다. 화이트 카본 블랙 입자와의 개질 반응 동안 고분자 계면 개질제의 주쇄는 기본 주쇄 구조를 유지하면서 더 많은 극성 에폭시 그룹을 도입하여 화이트 카본 블랙 입자와 매트릭스 사이의 상용성을 개선하고 더 나은 인터페이스를 달성할 수 있습니다. 수정 효과. 이 방법은 매트릭스를 강화하기 위해 커플 링제와 함께 사용할 수 있지만 단독으로 사용하면 강화 효과가 낮습니다.
5. 화이트 카본 블랙의 블렌딩 개질
블렌딩 수정은 화이트 카본 블랙과 기타 재료의 장점을 결합하여 고무 제품의 전반적인 성능을 향상시키는 것입니다. 이 방법은 두 수정자의 장점을 결합하여 매트릭스의 포괄적인 성능을 향상시킬 수 있지만 수정 효과는 수정자의 비율과 밀접한 관련이 있습니다.
예를 들어, 카본 블랙과 화이트 카본 블랙은 모두 고무 산업에서 우수한 강화제이며, 그 중 카본 블랙은 고무 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 강화제 중 하나입니다. 카본 블랙의 특수 구조는 고무 재료의 인장 강도와 인열 강도를 향상시키고 내마모성, 내한성 및 기타 특성을 향상시킬 수 있습니다. 강화제로서 화이트 카본 블랙은 고무 제품의 회전 저항과 습식 미끄럼 저항을 크게 향상시킬 수 있지만 단독 사용은 카본 블랙만큼 효과적이지 않습니다. 많은 연구에서 강화제로서 카본 블랙과 화이트 카본 블랙의 조합이 고무 제품의 전반적인 성능을 향상시키기 위해 장점을 결합할 수 있음을 보여줍니다.