Päť hlavných metód a vlastností povrchovej úpravybiele sadze
V súčasnosti je priemyselná výroba bielych sadzí prevažne zrážacou metódou. Vyrábané biele sadze obsahujú veľké množstvo polárnych skupín, ako sú hydroxylové skupiny na svojom povrchu, čo vedie k problémom, ako je ľahká adsorpcia molekúl vody, slabá disperzia a ľahká sekundárna agregácia, čo ovplyvňuje priemyselnú aplikáciu bielych sadzí. . Preto je potrebné povrch bielych sadzí pred priemyselnou aplikáciou upraviť, aby sa zlepšila výkonnosť ich priemyselnej aplikácie.
V súčasnosti chempovrchová úprava bielych sadzízahŕňa najmä modifikáciu povrchového očkovania, modifikáciu kopulačného činidla, modifikáciu iónovej kvapaliny, modifikáciu makromolekulárneho rozhrania a modifikáciu zmiešavania. Hoci každý modifikačný proces má svoje vlastné výhody a vlastnosti, súčasná priemyselná aplikácia je založená hlavne na modifikácii spojovacieho činidla.
1. Povrchová vrúbľovacia modifikácia oxidu kremičitého
Princípom metódy modifikácie povrchového vrúbľovania je navrúbľovanie makromolekulárnych polymérov s rovnakými vlastnosťami ako matricové polyméry (ako je guma) na povrch bielych sadzí metódou chemického očkovania. Na jednej strane môže zvýšiť silu medzi časticami a matricou a zmeniť polaritu povrchu častíc, na druhej strane môže tiež zlepšiť disperziu samotných bielych sadzí.
Je vhodný na očkovanie polymérov s nízkou molekulovou hmotnosťou a podmienky na očkovanie polymérov s vysokou molekulovou hmotnosťou sú drsné.
2. Modifikácia spojovacieho činidla oxidu kremičitého
Princípom modifikácie kopulačného činidla je použitie niektorých funkčných skupín na spojovacom činidle na reakciu s hydroxylovými skupinami na povrchu bielych sadzí, aby sa zmenila štruktúra a distribúcia skupín na povrchu bielych sadzí, aby sa zlepšila kompatibilita. s matricou a jej disperziou. Modifikácia kopulačného činidla je jednou z najpoužívanejších modifikačných metód pre jej dobrý modifikačný účinok a vysokú kontrolovateľnosť reakcie.
V súčasnosti sú široko používané silánové väzbové činidlo, siloxánové väzbové činidlo a silazánové väzbové činidlo. V praktickej aplikácii je hlavný proces modifikácie kopulačného činidla rozdelený do štyroch krokov: zmiešaná reakcia, chladiaca separácia, opakované premývanie a zrážanie.
3. Modifikácia bielych sadzí iónovou kvapalinou
Iónové kvapaliny, tiež známe ako iónové kvapaliny pri izbovej teplote, sú roztavené soli zložené z organických katiónov a organických alebo anorganických aniónov, ktoré sú kvapalné pod 100 stupňov. Iónová kvapalina sa používa na modifikáciu bielych sadzí nahradením tradičných modifikátorov organickej fázy modifikátormi iónovej kvapaliny. V porovnaní s tradičnými modifikátormi organickej fázy má iónová kvapalina výhody tekutosti pri izbovej teplote, silnej vodivosti, vysokej stability a dobrej rozpustnosti a nie je prchavá a ľahko vytvára znečistenie, čo je viac v súlade s požiadavkami zelenej výroby. , ale efekt modifikácie je slabý.
Proces modifikácie iónovej kvapaliny je pomerne jednoduchý. Do zmiešaného systému bielych sadzí a iónovej kvapaliny sa pridá určité množstvo absolútneho etanolu a potom sa vloží do termostatického vodného kúpeľa na reakciu. Keď je reakcia dostatočná, môžu sa modifikované biele sadze získať sušením.
4. Modifikácia rozhrania makromolekúl oxidu kremičitého
Modifikátor používaný na modifikáciu makromolekulárneho rozhrania je makromolekulárny polymér obsahujúci polárne skupiny. Počas modifikačnej reakcie s bielymi časticami sadzí môže hlavný reťazec modifikátora makromolekulárneho rozhrania zachovať základnú štruktúru hlavného reťazca pri zavádzaní polárnejších epoxidových skupín, aby sa zlepšila kompatibilita medzi bielymi časticami sadzí a matricou a dosiahlo sa lepšie rozhranie. modifikačný efekt. Spôsob možno použiť s väzbovým činidlom na vystuženie matrice, ale účinok vystuženia je nízky, keď sa použije samostatne.
5. Zmiešavacia modifikácia bielych sadzí
Modifikáciou miešania sa má zlepšiť celkový výkon gumených výrobkov spojením výhod bielych sadzí a iných materiálov. Táto metóda môže kombinovať výhody dvoch modifikátorov na zvýšenie komplexného výkonu matice, ale efekt modifikácie úzko súvisí s pomerom modifikátorov.
Napríklad sadze a biele sadze sú dobré vystužovacie činidlá v gumárenskom priemysle, pričom sadze sú jedným z najbežnejšie používaných vystužovacích činidiel v gumárenskom priemysle. Špeciálna štruktúra sadzí môže zvýšiť pevnosť v ťahu a roztrhnutí gumových materiálov a zlepšiť ich odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti chladu a ďalšie vlastnosti; Biele sadze môžu ako spevňujúce činidlo výrazne zlepšiť valivý odpor a odolnosť gumových výrobkov proti šmyku za mokra, ale samotné ich použitie nie je také účinné ako sadze. Veľa výskumov ukazuje, že kombinácia sadzí a bielych sadzí ako stužujúceho činidla môže spojiť ich výhody a zlepšiť celkový výkon gumových výrobkov.