白炭黑的常用改性方法

2020-11-21 15:17:46

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1、白炭黑常见的改性方法

利用硅烷偶联剂的双重反应功能，有机基团的一端与白炭黑表面的羟基反应，另一端与橡胶等高分子大分子链反应，因此表面白炭黑的特性可以改变。

一般而言，橡胶工业中常用的硅烷偶联剂分为含硫的硅烷偶联剂，例如Si69和Si75，以及无硫的硅烷偶联剂，例如KH550，KH560和KH570。

含硫的硅烷偶联剂接枝在白炭黑的表面上，并在硫化过程中在高温下通过硫和硫化促进剂的作用与橡胶分子链进一步相互作用。无硫硅烷偶联剂的一端为烷氧基，另一端为对橡胶分子链具有良好亲和性的双键基团，环氧基或氨基。

（2）醇酯法改性

在白色炭黑的表面上，脂肪醇与硅烷醇基反应以除去水分子，并且硅烷醇基被烷氧基取代，从而改变了白色炭黑的表面性质。

（3）聚合物接枝改性

聚合物接枝改性是指在一定条件下通过化学反应将聚合物接枝到白炭黑的表面。

丙基三乙氧基硅烷

（4）聚合物涂层改性

涂层改性是一种常用的表面改性技术，即用不同化学组成的涂层覆盖二氧化硅表面，从而减少羟基之间的相互作用，降低表面能并改善分散性。

（5）其他修改方法

除上述表面改性方法外，还可以通过乳液聚合，无机表面涂层改性和超声改性来改性二氧化硅。

2、常用的白炭黑改性剂

二氧化硅具有亲水性的主要原因是二氧化硅的表面被硅烷醇包围，因此二氧化硅的表面改性相对容易。所选的改性剂通常是易于与二氧化硅表面上的羟基反应的化学物质，并且当使用有机物作为改性剂时，改性效果更好。常用的修饰符如下：

（1）有机硅卤素化合物：例如二甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷。

（2）有机硅有机化合物：例如聚二甲基硅氧烷（PDMS），六甲基二硅氧烷（MM），八甲基三硅氧烷（MDM）。

（3）醇类化合物：如丁醇，戊醇，线性庚醇等。

（4）硅氮烷化合物：如六甲基二硅氮烷等。

（5）有机聚合物：如聚乙烯醇。

（6）硅烷偶联剂：包括六甲基二硅氮烷，六甲基乙基硅氮烷，乙烯基乙氧基硅烷，三甲基乙氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷等。