看完有機(jī)硅白炭黑的這14個(gè)應(yīng)用,是不是發(fā)現(xiàn)身邊到處都有它?
在硅橡膠制品行業(yè)中“白炭黑”是不可缺失的一種原材料之一,在橡塑制品之中基本離不開它,白炭黑又稱水合二氧化硅化學(xué)式為SiO2·nH2O,它是一種白色、無毒、無定形微細(xì)粉狀的無機(jī)硅化合物,具有多孔性、高分散性、質(zhì)輕、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、不燃燒、電絕緣性好等優(yōu)異性能,已廣泛應(yīng)用于硅膠、塑料、橡膠、造紙、涂料、染料和油墨等諸多領(lǐng)域。
另一方面,由于白炭黑表面存在的活性硅羥基使白炭黑呈親水性,在有機(jī)相中難以浸潤和分散,使其在某些特殊領(lǐng)域無法使用。但是經(jīng)改性后的白炭黑因提高了表面活性,從而大大拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。
下面我們就來了解一下白炭黑都受到哪些行業(yè)的青睞。
1.在輪胎中的應(yīng)用
白炭黑用作補(bǔ)強(qiáng)劑,用量最大的是橡膠領(lǐng)域,其用量占總量的70%。白炭黑能大幅提高膠料的物理性能,減少膠料滯后,降低輪胎的滾動(dòng)阻力,同時(shí)不損失其抗?jié)窕?。在橡膠工業(yè)中,炭黑是很有效的補(bǔ)強(qiáng)劑,其最大的缺點(diǎn)是不能用于制備彩色制品。超細(xì)白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料,用于生產(chǎn)綠色輪胎,可代替炭黑用于胎側(cè),能顯著增加胎側(cè)的撕裂強(qiáng)度和耐裂口增長(zhǎng)性能,而對(duì)硫化時(shí)間無明顯影響,耐臭氧老化依賴于抗氧化劑和白炭黑用量。在輪胎的胎面膠中添加白炭黑可以提高胎面的抗切割、抗撕裂性能,減少蹦花掉塊。白炭黑填充的膠料與普通炭黑填充的膠料比較,滾動(dòng)阻力可降低30%。
2.在消泡劑中的應(yīng)用
氣相法白炭黑一般有親水型和疏水型兩種產(chǎn)品,其中疏水型產(chǎn)品是利用親水型產(chǎn)品經(jīng)過表面化學(xué)處理而得,現(xiàn)在各消泡劑廠家普遍采用疏水型氣相法白炭黑,利用其表面的疏水基團(tuán)吸引起泡體系中表面活性劑的疏水端,使得疏水性的固體顆粒變?yōu)橛H水性的,從而降低了泡沫中表面活性劑的濃度,促使泡沫破裂,提高消泡速度。
3.在油漆、涂料行業(yè)中的應(yīng)用
白炭黑可作為流變助劑、防沉劑、助分散劑、消光劑應(yīng)用于涂料生產(chǎn)中,起增稠、防沉、觸變、消光等作用。并且還能提高涂料的耐候性、抗劃傷性,提高涂層與基材之間的附著強(qiáng)度以及涂層的硬度,提高涂料的抗老化性,提高紫外線吸收、紅外光反射特性等。
4.在電子封裝中的應(yīng)用
通過將表面活性處理后的氣相二氧化硅充分分散在有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂封裝膠基質(zhì)中,可以大幅度地縮短封裝材料固化時(shí)間(為2.0-2.5h),且固化溫度可降低到室溫,使OLED器件密封性能得到顯著提高,增加OLED器件的使用壽命。
氣相二氧化硅的添加應(yīng)用讓過去需要在特殊環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn)電子器件封裝的工藝降低為在室溫條件,大幅降低生產(chǎn)成本,并縮短了封裝材料固化時(shí)間,極大提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本,對(duì)新一代OLED顯示技術(shù)的普及應(yīng)用具有促進(jìn)作用。
5.在塑料中的應(yīng)用
白炭黑也常常應(yīng)用于新型塑料中,在塑料混煉時(shí)添加少量的白炭黑,會(huì)產(chǎn)生明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用,提高材料的硬度和機(jī)械性能,從而改善加工工藝和制品的性能。另外,白炭黑具有粒度小、高透光性等特點(diǎn),可以使塑料變得更致密,增加塑料的透明度。
6.在陶瓷中的應(yīng)用
用氣相白炭黑代替納米Al2O3添加到95瓷里,既可以起到納米顆粒的作用,同時(shí)它又是第二相的顆粒,不但提高陶瓷材料的強(qiáng)度、韌性,而且提高了材料的硬度和彈性模量等性能,其效果比添加Al2O3更理想。利用氣相白炭黑來復(fù)合陶瓷基片,不但提高了基片的致密性、韌性和光潔度,而且燒結(jié)溫度大幅降低。此外,氣相白炭黑在陶瓷過濾網(wǎng)、剛玉球等陶瓷產(chǎn)品中應(yīng)用效果也十分顯著。
據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,還可以利用其多孔性將其作為載體負(fù)載Ti、Ag或Cu離子等添加到陶瓷材料中,可以起到抗菌效果,從而制備抗菌陶瓷潔具。
7.在造紙行業(yè)的應(yīng)用
在造紙行業(yè),氣相二氧化硅產(chǎn)品可以用作紙張上膠劑,可以提高紙張的白度和不透明度,可以改進(jìn)耐油性、耐磨性、手感性、印刷性、光澤性。而且還可以用于曬圖紙,可以使紙張表面質(zhì)量好、油墨穩(wěn)定、背面無裂縫,并且可用于疊氮紙中,生產(chǎn)出優(yōu)異藍(lán)圖紙,可用于銅板紙中代替鈦白。加入1-2%的氣相二氧化硅產(chǎn)品,可以減輕紙的重量,而且紙薄,能夠提高強(qiáng)度,防止油墨滲透,還能夠使印刷文字清晰,增加不透明度。
8.在牙膏中的應(yīng)用
沉淀白炭黑是目前牙膏用摩擦劑的主要品種。沉淀白炭黑總比表面積大,吸附能力強(qiáng),吸附物質(zhì)也多,顆粒均勻,有利于提高透明度,因其性質(zhì)穩(wěn)定,無毒無害,是較好的牙膏原料。白炭黑的折光指數(shù)在1.45~1.50,這與牙膏中其他配料的折光指數(shù)非常接近,因此混在一起時(shí),起到透明劑的作用。這一特性被用來制造透明的牙膏,這也是其他任何摩擦劑所沒有的功能。
9.在化妝品中的應(yīng)用
白炭黑的無毒、無味、易著色等優(yōu)異性能使其在化妝品行業(yè)中有著廣泛的用途。白炭黑用在護(hù)膚品和化妝品中,使皮膚產(chǎn)生光滑的和柔軟的感覺(“球軸承效應(yīng)”),產(chǎn)生的“軟焦點(diǎn)效應(yīng)”,其使得照射在皮膚表面上的光線均勻分布,從而不易察覺到皮膚的皺紋和瑕疵。此外,利用白炭黑的觸變性可以防止顏料沉降,可以應(yīng)用在如唇膏,指甲油等產(chǎn)品中。
10.白炭黑在膠鞋中的應(yīng)用
白炭黑白度高,粒子細(xì),使用透明白炭黑制得的硫化膠透明度高,而且可提高膠料的綜合物理性能,因此白炭黑作為主要的補(bǔ)強(qiáng)填充劑廣泛應(yīng)用于高檔皮鞋、運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底制作材料中,尤其是在透明及半透明鞋底膠料中。可提高鞋底的耐磨性、硬度、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。
11.在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用
白炭黑具有的生理惰性,高吸收性、分散性和增稠性,在藥物制劑中得到了廣泛的應(yīng)用。法國的研究者們發(fā)現(xiàn),在雷尼替丁、甲睛米胺、哌侖西平等藥物中,分別加入少量氣相法白炭黑會(huì)改變其流動(dòng)性;在含有灰黃霉素等藥物中,加入少量氣相法白炭黑能改變其溶解速率,即改變難溶藥物在水中的分散性和吸收性;在含有阿斯匹林的藥粉中,加入少量氣相法白炭黑,會(huì)改變藥粉的抗靜電性。
白炭黑作為吸收劑、分散劑還可用于西藥片劑如維生素C的生產(chǎn)中;在制作醫(yī)藥膠囊中,加入少量白炭黑可起載體作用。據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解,經(jīng)日本的研究者們發(fā)現(xiàn),在聚乙烯包裝材料的配方中,加入少量的白炭黑,可制成用于醫(yī)藥物品的消毒包裝膜。
12.在油墨中的應(yīng)用
白炭黑還用于控制打印機(jī)油墨的流量,使它不能任意流動(dòng)或流掛,以獲得清晰的打印。在飲料罐中,它控制進(jìn)行高速噴涂料的使用。氣相法白炭黑還在復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)的墨盒調(diào)色中用作分散劑和流量控制劑。
13.在農(nóng)藥中的應(yīng)用
白炭黑在農(nóng)藥中可用于除草劑和殺蟲劑。在常見的兩種除草劑二硝基苯胺和尿素混合物中,加入少量的氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑,就會(huì)防止這種混合物結(jié)塊。在顆粒狀的殺蟲劑配方中,加入少量的氣相法白炭黑,將會(huì)更有效地控制和防止有害的機(jī)體產(chǎn)生。白炭黑還可用作土壤中污染物的吸收劑,吸收土壤中的污染物。
14.在日用品中的應(yīng)用
添加有白炭黑的食品包裝袋,對(duì)水果、蔬菜可起到保鮮作用。白炭黑還可用作防治水果的各種疾病的高效殺菌劑;在酒類的生產(chǎn)中,加入少量的白炭黑起凈化啤酒和延長(zhǎng)保鮮期。在含有氯乙烯的編織物中,加入少量氣相法白炭黑,會(huì)改變它的性能,白炭黑起消光劑的作用。它只留在編織物的表面,而不會(huì)穿透編織物。
據(jù)行業(yè)專業(yè)人士了解,白炭黑在很多領(lǐng)域仍有重要應(yīng)用。如白炭黑還可以作為特種耐熱添加劑加入到航空硅橡膠制品中,提高其耐高溫性能;白炭黑還可用作土壤中污染物的吸收劑,吸收土壤中的污染物;在建筑材料領(lǐng)域,在自密實(shí)砂漿中添加納米白炭黑和天然沸石,可降低氯離子對(duì)自密實(shí)砂漿的滲透,從而提高自密實(shí)砂漿力學(xué)性能和耐久性。
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