沉淀法白炭黑与纳米级二氧化硅

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net综述与专论沉淀法白炭黑与纳米级二氧化硅宁延生1,马慧斌1,王惠玲1,张岩峰2,王怀峰3(11天津化工研究设计院,天津300131;21邢台康隆化工有限公司;31山东海化白炭黑厂)　　摘要:依据二氧化硅粒子的形成过程,指出传统沉淀法白炭黑并不具有科学意义上的纳米实质。研究重点侧重于改进其分散性能。同时也简介了纳米二氧化硅的制备方法及用途。　　关键词:沉淀法;白炭黑;纳米结构　　中图分类号:TQ127.2　　文献标识码:A　　文章编号:1006-4990(2002)01-0020-03　　纳米材料被众多科学家视为21世纪最有前途的材料之一,西方各发达国家纷纷把纳米级材料的研究、开发列入本国的高技术发展计划之中。纳米SiO2作为纳米级材料中的重要一员,已引起国内研究单位及企业的极大兴趣,常有相关的论文见报。纳米SiO2也渐渐成为热门话题,但值得关注的是,传统沉淀法工艺生产的白炭黑产品能否成为纳米SiO2中的一个品种。传统沉淀法特指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产白炭黑的生产工艺。1　传统沉淀法白炭黑不是纳米材料　　如果仅根据白炭黑透射电镜照片显示其粒径为15～20nm,即将其视为纳米材料,显然是错误的。　　1)传统沉淀法白炭黑在使用透射电镜测定其粒径时,首先要对样品进行预处理,一般是在分散液内采用超声波技术使之分散。因此,测得的粒径是强制分散后的粒径,通常称之为原始粒子,而不代表成品粒径。　　2)传统沉淀法白炭黑在橡胶中经混炼后,并不能使沉淀法白炭黑分散成100nm以下的粒子。据国外研究表明,在胶料中分散后的白炭黑粒子,也就是真正与胶料交联起补强作用的粒子粒径在250～500nm的范围内。　　3)传统沉淀法白炭黑的原始粒子虽为15～20nm,但在表面羟基作用下已形成聚集体颗粒,因而无法表现出纳米材料应有的特性。2　传统沉淀法白炭黑粒子生成过程　　在传统沉淀法白炭黑生产过程中,可以将其分为这么几个过程。在沉淀反应时水玻璃与酸反应,最初生成硅酸,然后自聚成硅酸微粒子。这个过程形成的粒子我们称之为原始粒子,或一次粒子,也就是透射电镜可以看到的SiO2粒子,它的确是纳米态粒子。随后,这