白炭黑——轮胎、橡胶中的强填料

　　白炭黑即水合无定形二氧化硅，它是一种大比表面积、高结构、高活性的补强填充材料，因其具有特殊的表面结构、颗粒形态以及物理和化学性质，应用十分广泛。

 

　　根据制备方法不同，白炭黑可分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑。气相法白炭黑是球链状结构，外比表面积大，表面羟基少，如图1所示；沉淀法白炭黑是低结构的球状物，孔隙率高，内外比表面积均较大，表面羟基多。沉淀法白炭黑主要以石英砂、纯碱、工业盐酸、硫酸、硝酸或二氧化碳为原料，原料便宜、易得，生产工艺和设备较简单，产品价格低，目前在市场上占据主导地位，产量约占白炭黑产量的85%。

 

　　1、白炭黑改性

 

　　白炭黑表面有大量的羟基，导致其易团聚，在使用过程中白炭黑通常需要改性，以提高其分散性。白炭黑改性的方法主要有物理改性和化学改性。白炭黑分散剂主要有脂肪酸酯和锌皂表面活性剂混合物、醇和醇胺类、脂肪酸锌皂、酯醇复合物以及硅烷偶联剂等，其中偶联剂Si69是发现早、作用佳的白炭黑改性剂。

 

　　2、白炭黑应用

 

　　在传统的斜交轮胎胶料配方中加入适量的白炭黑，在不影响炭黑补强效果的情况下，可进一步改善和提高帘布胶的粘合性能、胎面胶的抗撕裂性能等，尤其是提高胶料的耐磨性能，且对硫化时间无明显影响；在子午线轮胎胶料配方中加入白炭黑，可使轮胎具有较高的抗湿滑性能和较好的牵引性能，从而改善汽车制动效果，提高行车安全性，降低轮胎滚动阻力，节约油耗，减少排污，提高轮胎的整体结构强度和轮胎的耐磨性能，大幅度降低爆破率，增加行驶里程。