沉淀白炭黑和炭黑补强橡胶的新方法

10 《橡塑资源利用》 2006.No.6

沉淀白炭黑和炭黑补强橡胶的新方法

朱永康

（中橡集团炭黑工业研究设计院，四川自贡 643000）

摘要：白炭黑和炭黑是两种最重要的橡胶补强剂，其应用性能各有利弊。本文比较了二者的物理化学性质，介绍了改善炭黑和白炭黑橡胶补强性能的几种新方法。

关键词：炭黑；白炭黑；补强；硅烷处理；双相填料；反相炭黑；表面改性

每一种纯橡胶都具有其特殊的性能，通过添加补强性填料——炭黑和沉淀白炭黑，将会使这些性能得以提高。在功能性橡胶制品或复合制品如轮胎中，这两种填料使用得最多。

近年来，白炭黑与炭黑已经逐渐形成竞争的趋势，而炭黑是历史上最重要的橡胶补强剂。可是，一直以来，尤其是在轮胎生产领域，白炭黑这种填料基本上被拒之门外。在白炭黑用于轮胎补强的优势中，我们注意到了它对动态性能的独特影响；在白炭黑用于工业橡胶制品补强的优势中，则注意到它与炭黑截然相反的白颜色。在轮胎工业中，炭黑已被使用了一百多年之久；而白炭黑在乘用车轮胎中的第一次商业化突破，只不过是二十世纪末的事情。

白炭黑和炭黑在结构方面颇有一些相似之处，但也有若干不同之处，可解释为因次要性能的某些差别招致的高补强作用。这两种补强性填料都有着漫长的历史，其间包含了业界人士为满足大部分需要所进行的大量研究工作。但是，使之具备更佳的性能始终是人们的不懈追求。为了保持这种填料的人所共知的优势，最好再来看看作者简介：朱永康（1959－），男，四川省自贡市人，编辑，从事过科研、设计、信息工作，已在国内科技与社科期刊发表论文、译文近百万字。

如何才能提高其补强能力。当前，我们基本上可从如下几条途径来进行探索：

（1）将这两种填料并用，从而兴利除弊，取长补短；

（2）提高两者的可分散性，增加其补强能力，消除各自的弱点；

（3）调整生产工艺；

（4）进行表面改性，增进填料与聚合物间的相互作用。

1 沉淀白炭黑与炭黑的相同点和不同点

首先，两者的化学组成截然不同，这从颜色上清楚地表现出来：一个是无机物，90％以上由二氧化硅组成，外观呈白色；另一个的成分几乎为纯碳（96％～99％），外观呈黑色。

其次，炭黑的表面官能团也跟白炭黑的硅烷醇不同，而对于填料与填料间的相互作用和填料与聚合物间的相互作用，这是相当重要的。

再次，这两种填料的pH值也不同，白炭黑呈酸性或中性，炭黑则呈中性或碱性，这会对硫化产生影响。

白炭黑的极性很高，导致其容易吸附水分、促进剂和其它的碱性或羟基化添加剂。相对于它们的化学组成，白炭黑的物理结构是以类似的方